Soutenance de thèse de PATHE Pierre


Titre de thèse

Fusion de données multi-capteurs pour la détection de comportements anormaux

Multi-sensor data fusion for abnormal behavior detection

Date

30 March 2026 à 13h00

Adresse

Ecole de l'air et de l'espace Base aérienne 701 Chemin de Saint-Jean 13300 Salon-de-Provence, Bâtiment de la direction de l'enseignement (BDE) - Amphithéâtre Marin La Meslée

Ecole doctorale

Mathématiques et Informatique de Marseille

Specialité

Mathématiques

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots clés

Intelligence artificielle,Fusion de données,Pistage multi-cible,Classification,Détection d'anomalie,

Keywords

Artificial intelligence,Data fusion,Multi-target tracking,Classification,Anomaly detection,

Jury

Jury de thèse
Qualité Nom Etablissement
Directeur de recherche M. PANNETIER Benjamin CS Research Lab (CS a Sopra Steria Company)
Professeure Mme LE HéGARAT-MASCLE Sylvie Université Paris Saclay
Professeur M. LEFEVRE Eric Université d'Artois
Directrice de recherche Mme JOUSSELME Anne Laure CS Research Lab (CS a Sopra Steria Company)
Maître de conférences M. BARTHEYE Olivier Centre de Recherche de l'Ecole de l'Air (CREA)
Professeur des universités M. PICHON Frédéric Université d'Artois
Ingénieur de recherche M. GIL QUIJANO Jesus-Javier CEA Cadarache
Professeur M. CHAUVET Pierre Université Catholique de l'Ouest

Résumé de la thèse

L'essor rapide des drones civils, en particulier en milieu urbain, soulève de nouveaux défis en matière de surveillance et de sécurité. La simple détection ne suffit plus: il est désormais crucial de comprendre le comportement du drone, d'anticiper ses intentions et d'identifier les anomalies comportementales par rapport à des situations de normalités associées à des usages commerciaux. Cette thèse s'intéresse à la détection de comportements anormaux de drones dans des environnements incertains, à partir de données hétérogènes, souvent bruitées ou incomplètes. Face à la rareté des données réelles et à la difficulté de prise de décision sous incertitude, nous proposons une approche hybride, nommée Sim2Real-VBS, combinant apprentissage simulé, modélisation crédibiliste et stratégie de décision adaptative. Un simulateur est utilisé pour générer des trajectoires normales et anormales, permettant l'apprentissage des paramètres d'un réseau bayésien dynamique. Ce modèle est ensuite transformé en un réseau crédibiliste, capable d'exprimer l'incertitude et le conflit entre sources. Enfin, un mécanisme de décision fondé sur la valeur espérée d'information crédibiliste permet d'optimiser les observations en fonction des ressources disponibles et de la confiance décisionnelle. L'approche est validée sur des données réelles en environnement urbain, démontrant des gains significatifs en précision, robustesse et capacité décisionnelle. Ces travaux ouvrent la voie à des systèmes de surveillance aérienne plus intelligents, adaptatifs et explicables.


Thesis resume

The rapid proliferation of civilian drones, particularly in urban environments, poses new challenges in surveillance and security. Merely detecting the presence of an unmanned aerial vehicle is no longer sufficient: it is now essential to understand the drone's behavior, anticipate its intentions, and identify behavioral anomalies in relation to normal situations associated with commercial practices. This thesis addresses the detection of abnormal drone behaviors in uncertain environments, using heterogeneous, noisy, and often incomplete data. To overcome the scarcity of real-world anomalous data and the complexity of decision-making under uncertainty, we propose a hybrid approach, named Sim2Real-VBS, combining simulated data learning, belief-based modeling, and adaptive decision strategies. A simulator is designed to generate normal and anomalous trajectories, used to train a dynamic Bayesian network. This model is then converted into a belief network through conditional embedding, enabling explicit representation of uncertainty, ignorance, and source conflict. A decision-making mechanism based on the Evidential Expected Value of Sample Information is introduced to optimize observations given operational constraints and decision confidence. The proposed approach is validated on real-world urban data, showing significant improvements in detection accuracy, robustness, and informational efficiency. This work contributes to the development of intelligent, adaptive, and explainable aerial surveillance systems.