Amphi Copernic, 24 mars 2023

Programme

9h30: Accueil par Roberto Wolfer Calvo (LIPN)

AXE 3: 9h45-11h
Lionel Pournin et Philippe Marchal – Introdution de l’axe 3

Valentin Bonzom - Énumération de cartes combinatoires en genre quelconque
Téophile Buffière - Polygones convexes aléatoires

AXE 1: 11h15-12h45
Joseph Le Roux et Anissa Mokraoui – Introdution de l’axe 1

Marie Luong - Role of Image Quality for the Detection and the Classification of pathologies in Wireless Capsule Endoscopy (WCE)
Francesco Demelas - Semi-Amortized Models for Lagrangian Relaxation

AXE 2: 13h45-15h15
Emmanuel Audusse et khaled Boussetta – Introdution de l’axe 2

Fayssal Benkhaldoun - Calcul distribué et calcul parallèle pour la mécanique des fluides
Tarek Menouer - Orchestration des conteneurs dans un environnement Fog Computing

AXE 4: 15h30-17h

Damiano Mazza et Eric Hoffbeck – Introdution de l’axe 4
Morgan Rogers - Understanding Deligne's Completeness Theorem
Eric Hoffbeck - Réécriture et catégories supérieures

17h00 Cloture par Roberto Wolfer Calvo (LIPN)

17h15 Table ronde avec le CS

Bonjour à tous/tes

Après une pause de l'activité scientifique pour plusieurs raisons nous souhaitons redémarrer les activités  de la fédération MathStic. Nous avons organisé une journée sur le thème de la COVID le 31 Mai 2021. Les intervenants sont les suivants : Laurent Dumas (Professeur en Mathématiques Appliquées au Laboratoire de Mathématiques de l'Université de Versailles); Chi Tran (Professeur à l'Université Gustave-Eiffel); Aline Carneiro Viana (Directrice de recherche à l'INRIA); David Sarrut (Directeur de recherche au CNRS); Andrew Cairns (Professeur à Heriot-Watt University)

Ils nous parleront de différents aspects de la pandémie: modélisations, traitement d'images médicales, collecte des données, impact de la pandémie sur la mortalité. Vous trouvez de suite le programme

Programme

9h30 - 10h30 - Laurent Dumas
Titre : Principes et limites de la modélisation de l'épidémie de COVID-19 à différentes échelles et au cours de ses différentes vagues

Abstract:
On présente ici les principes généraux de la modélisation mathématique en épidémiologie et son application au cas particulier de l'épidémie de COVID-19 à différentes échelles (pays, région ou service hospitalier) et à différentes périodes depuis mars 2020. On montrera également comment les mesures sanitaires (confinement, port du masque), l'évolution de la maladie (variants) et de son traitement (vaccin) peuvent être prises en compte dans la modélisation.

10h30 - 11h30 - Chi Tran
Titre : A stochastic SIR model with contact-tracing

Abstract:
In this talk, we present a stochastic SIR model accounting for contact-tracing as well as a statistical method to estimate the parameters when the infective population is not observed. Approximate Bayesian Computation is used to overcome this problem. Applications for the AIDS epidemics and the  Covid-19 epidemics are carried.

11h30 - 12h30 - Aline Carneiro Viana
Titre : SafeCityMap project: What habits in people's mobility can reveal from a metropolitan area, before and during lockdown restrictions?

Abstract:
The COVID-19 pandemic highly perturbed our mobility patterns and use of urban spaces. This raises two important questions, addressed in the SafeCityMap project. First of all, we investigate how mobility patterns at an urban scale were affected by the pandemic, and especially by harsh lockdown conditions in Spring 2020. As such, 1st-phase SafeCityMap works toward the tracking of the evolution in space and time of population habits in mobility. Second, we believe that the modeling of such patterns as well as the analysis of how they were impacted by the 1st lockdown can provide useful intuitions on the epidemic spread, such as for COVID-19, on different areas of a city. This latter is related to the observation that high population concentration at certain hours and geographical area intuitively increases the probability of agglomeration and, consequently, the contamination and propagation risks. This is particularly probable in small and highly dense geographical zones. Still this claim needs to be investigated from the epidemiological point of view and constitutes not-validated intuitions, which is left for the 2nd-phase of SafeCityMap. I will thus present the SafeCityMap's data-driven mobility analytics performed on two large-scale datasets collected in Ile de France region, and more particularly, in Paris departments, before and during the first lockdown. Such analysis corresponds to the results of the first phase of SafeCityMap.

14h - 15h - David Sarrut
Titre : CTVI-COVID : image de la ventilation à partir de scanners tomodensitométriques pour la caractérisation précoce des patients COVID19

Abstract:
Nous cherchons à évaluer l'intérêt des images de ventilation, dite CTVI (Computed Tomography Ventilation Image), quantifiant la répartition spatiale de la ventilation dans le poumon. Les CTVI sont calculées à partir de deux images tomodensitométriques (CT) acquises en blocage respiratoire en fin d'expiration et fin d'inspiration. Dans ces images, une estimation quantitative de la capacité de ventilation est disponible par voxel, permettant d'effectuer des analyses régionales. Cette répartition spatiale de la ventilation dans le poumon pourrait servir de biomarqueur (sévérité, pronostic, etc). De manière plus générale, les méthodes développées ne sont pas uniquement spécifiques au COVID et peuvent être utiles également pour d'autres SDRA et COPD. Nous présenterons également la base de
données COVID-CTPRED (CHU Saint Etienne) et les différentes activités associées (https://covid.creatis.insa-lyon.fr)

15h - 16h - Andrew Cairns
Titre : Modelling the impact of Covid-19 on older-age mortality

Abstract:
This presentation will look at Covid-19 mortality experience (mainly in the 50+ age group) and what impact this has had over the last two years and might have on future mortality. We will first look at how Covid-19 mortality experience compares with all-cause mortality using English data, once we have allowed for varying infection rates across the population. A key conclusion is that there is a strong proportionality relationship between Covid-19 death rates and all-cause mortality by age and by socio-economic group (e.g. by deprivation). What we then observe as higher death rates in specific groups can then mainly be attributable to variations in infection rates (e.g. regional or socio-economic variation). Second, we will look at the future mortality prospects for those who survive the pandemic. A simple model will be presented that allows us to explore this question. In the absence of secondary effects of the pandemic, survivors are likely to be healthier than the pre-pandemic population, with a corresponding small increase in life expectancies. However, further adjustments will need to be made when we begin to quantify the secondary impacts of Covid including long-term impairments ("long Covid") and the impact of delayed treatments for other illnes

La journée scientifique du pôle mathSTIC (LAGA-LIPN-L2TI) aura lieu 9 avril 2014.

La journée aura lieu en amphi Copernic, Campus de Villetaneuse, Université Paris 13 (point numéroté 7 sur le plan du campus).

Cette journée sera l'occasion d'exposés scientifiques sur chacun des axes du pôle.

Axe 1 :
- Joseph Leroux (LIPN)
Titre: Analyse syntaxique des langues naturelles par combinaison de grammaires algébriques et décomposition lagrangienne

La décomposition fait désormais partie de la /trousse à outils/ formelle en traitement automatique des langues, en particulier en analyse syntaxique (Rush et Collins, 2010). Elle permet en effet de pallier le problème majeur de la taille de l'espace de recherche causé par l'ambiguïté massive du langage naturelle, que la programmation dynamique ne permet pas toujours de résoudre, tout en donnant des /certificats d'optimalité/ aux solutions retournées, contrairement aux approximations à base de seuil habituellement utilisées.

La plupart des travaux dans ce domaine se sont consacrés soit à l'analyse syntaxique en dépendances d'ordre supérieur soit à la modélisation de tâches jointes (analyse syntaxique et étiquetage en partie du discours par exemple), et il n'existe pas de travaux sur la décomposition pour l'analyse en constituants.

Nous présentons un algorithme qui permet de calculer la meilleure analyse à partir de plusieurs grammaires pondérées qui peuvent engendrer des langages différents mais "proches" modulo certaines opérations simples (renommage des nœuds et débinarisation des règles). Notre méthode repose sur la superposition partielle des meilleures solutions de chaque analyseur. Nous utilisons un algorithme de décomposition à base de sous-gradient projeté inspiré de l'algorithme d'inférence dans les champs markoviens aléatoires de (Komodakis et al, 2007). Nous montrons expérimentalement que cette méthode permet d'améliorer les performances d'un système d'analyse syntaxique déjà très "compétitif". Nous obtenons des résultats /état-de-l'art/ sur le Penn Treebank, corpus de référence en analyse syntaxique, avec un F-score supérieur à 92,4.

- Gabriel Dauphin (L2TI)
Titre: "Utilisation de dictionnaires spécifiques à chaque blocs pour la compensation de disparité en compression d'image stéréoscopiques".

Axe 2 :
- Laure Petrucci (LIPN).
Titre : Network protocols: from modelling to formal verification

Résumé :
Designing network protocols is difficult task that must lead to reliable communications wrt. the targeted application.
They are often described lengthy and verbose RFC documents, which may contain inconsistencies or lead to unexpected behaviour.
Alternatively, prototype tools may implement communication protocols which seem to behave correctly in practice.
However, since they are at the core of critical applications, it is necessary to guarantee some level of reliability.
To do so, a formal model can be designed, and then essential properties model-checked.
We will present our experience with such protocols modelling and verification, show the benefits of the approach and open up new research perspectives for better design and parameters tuning.

- Benoit Lizé (LAGA) :
Titre : Solveur Direct Rapide: H-Matrix. Parallélisation à l'aide de graphe de tâches et applications industrielles.

Résumé : La discrétisation d'équations intégrales par la méthode des éléments finis de frontière (BEM) mène à la résolution de grands systèmes linéaires pleins, dont le nombre d'inconnues $n$ dépasse largement $10^6$ dans les problèmes industriels. Cette résolution est soit directe, avec un coût en $O(n^3)$, soit itérative, pour un coût de $O(n^2 × n_{iter})$. Dans les deux cas, ce coût devient prohibitif pour des problèmes de grande taille. La méthode multipôle rapide (FMM) [1] amena des avancées spectaculaires dans les années 2000 (particulièrement dans une implémentation parallèle [2]), réduisant la complexité d'un solveur itératif à $O(n log^2(n) n_{iter})$. Elle hérite néanmoins des inconvénient usuels des solveurs itératifs (convergence, grand nombre de seconds membres).

Nous présentons ici l'application de la méthode des H-Matrices, permettant de réaliser un solveur direct avec une complexité $O(n log^α(n))$ [3]. Cette méthode, basée sur des principes similaires à la FMM (approximations hiérarchiques, séparation des variables) se formalise par des algorithmes naturellement récursifs. Ceux-ci sont très irréguliers en terme de consommation mémoire et temps de calcul, et possèdent des dépendances non triviales entre les étapes de calcul, ce qui rend leur parallélisation délicate [4]. Nous donnerons une parallélisation efficace de ces algorithmes, basée sur un formalisme récent de graphe de tâches, au-dessus d'un moteur d'exécution, ici StarPU [5] [6]. La description plane de ces algorithmes sous la forme de graphe acyclique orienté (DAG) exprimant les contraintes d'exécution permet une parallélisation efficace, en mémoire partagée et distribuée, ainsi que sur architectures hybrides.

Nous présenterons des applications industrielles à des problèmes d'électromagnétisme et acoustique aujourd'hui inaccessibles au calcul par d'autres méthodes.

Références :

[1] E. Darve "The fast multipole method: numerical implementation". Journal of Computational Physics, 2000, 160(1), pp. 195-240
[2] G. Sylvand, "La méthode multipôle rapide en électromagnétisme: performances, parallélisme, applications". Thèse de doctorat, ENPC, 2002
[3] L. Grasedyck, W. Hackbusch, "Construction and Arithmetics of H-Matrices", Computing, 2003, 70(4), pp. 295-334
[4] R. Kriemann, "Parallel H-Matrix Arithmetics on Shared Memory Systems", Computing, 2005, 74(3), pp. 273-297
[5] B. Lizé, G. Sylvand, E. Agullo and S. Thibault, "A task-based H-Matrix solver on multicore architectures", SciCADE 2013
[6] B. Lizé, G. Sylvand, "H-Matrix vs. FMM: Fast Methods applied to BEM solvers", WAVES 2013, 11th International Conference on Mathematical and Numerical Aspects of Waves

Axe 3 :
* Thomas Fernique (LIPN) :
Marches aléatoires biaisées dans des espaces de pavages.

On considère l'ensemble des pavages par losanges d'une région bornée donnée du plan. On se déplace dans cet espace grâce à l'opération élémentaire qui consiste à tourner d'un demi-tour un hexagone formé de trois losanges (flip). Ceci permet de définir une marche aléatoire (on effectue aléatoirement un flip), qu'on s'autorise à biaiser en fonction de l'environnement local de l'hexagone tourné. On se demande si la chaîne de Markov ainsi définie est ergodique, et le cas échéant à quoi ressemble sa mesure stationnaire et à quelle vitesse on s'en approche. Ce problème est motivé par l'étude de la formation des quasicristaux.

* Muriel Livernet (LAGA)
"Questions combinatoires ouvertes en théorie des opérades"

Les opérades sont un outil pour traiter des structures algébriques, comme les algèbre associatives, commutatives, les algèbres de Lie, etc...
De manière générale on se pose la question de savoir si une opérade peut être décrite par générateurs et relations. Si l'on a quelques outils en main pour permettre de dire s'il y a des relations ou non (cas d'une opérade libre), en général on n'en n'a pas pour compter le nombre de générateurs. Après avoir défini les opérades, je donnerai deux exemples illustrant ce problème.