Thèse de Marrouane Ayyad

Soutenance de thèse de Marrouane Ayyad - laboratoire PhLAM

Résumé :

Dans la mythologie grecque, une chimère est une créature fantastique dont certaines parties du corps appartiennent à des animaux différents.
Par analogie à cette mythologie, en physique et plus particulièrement dans l’étude des systèmes complexes discrets spatialement étendus, ces états chimères correspondent à la coexistence de deux comportements dynamiques spatio-temporels opposés.
La coexistence de deux domaines l'un cohérent et l'autre incohérent dans une chaîne d’oscillateurs non-linéaires couplés en est l'exemple historique, à l'image des différentes parties du corps d’une chimère.
Ces auto-organisations spatio-temporelles ont été largement étudiées théoriquement et expérimentalement. Cependant, rares sont les études menées pour explorer les liens entre ce type de dynamique et les automates cellulaires.
Ces automates, malgré leur simplicité, possèdent des propriétés dynamiques remarquables et, par conséquent, représentent un des socles de la théorie d’information.

Pour répondre à cette problématique, nous avons considéré des états chimères obtenus dans une chaîne de résonateurs optiques identiques couplés.
Ces structures ont alors fait l'objet d'analyses quantitatives et qualitatives par les mêmes outils que ceux utilisés pour caractériser les automates cellulaires.
Cela nous a permis de mettre en évidence une dynamique de type automate cellulaire élémentaire cachée dans l'évolution de nos états chimères.
Nous avons alors été en mesure de déduire, un ensemble de propriétés en terme de calculabilité, ouvrant des perspectives vers des potentielles applications pour le traitement de l'information.

Par la suite, nous avons utilisé nos états chimères optiques dans le cadre des réseaux de neurones récurrents.
Il s'agit d’un nouveau paradigme, qui se distingue par sa grande simplicité, sa rapidité ainsi que son efficacité incontournable dans le traitement de l’information.
Cependant, les performances de cette technique d’apprentissage automatique, dépendent notamment du design du réservoir.
Nos résultats montrent que l'implémentation de nos états chimères optiques au lieu des réservoirs ‘classiques’, peut fournir une alternative architecturale prometteuse permettant d’améliorer davantage la vitesse du traitement d'information.

Mots clés : Etats chimères,Complexité spatiotemporelle,Optique non linéaire,automates cellulaires,Calcul par réservoir,Auto-organisation