Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Multi-connectivité“

Aux États-Unis, 96 % de la population vit dans un comté qui a connu un évènement météorologique déclaré catastrophe naturelle par le gouvernement fédéral au cours des dernières années. Le développement dans les zones inondables menace les côtes et les rivières. Cette menace est exacerbée par des ponceaux et autres infrastructures de franchissement de cours d’eau dimensionnés et conçus en fonction de l’utilisation préalable du territoire, souvent dans le seul objectif de diriger l’eau sous les routes. En revanche, les infrastructures naturelles ou inspirées par le fonctionnement de la nature (plaines inondables, passages de cours d’eau qui maintiennent la connectivité aquatique, etc.) peuvent être résilientes aux inondations et acheminer l’eau sous les routes, tout en offrant d’autres avantages, notamment pour la conservation des habitats du poisson et d’autres espèces fauniques. Au Massachusetts, les normes de conception des traverses de cours d’eau ont été changées en mettant l’accent sur une approche multi-objectifs de gestion des risques d’inondation (p. ex. intégrité de l’infrastructure existante, connectivité écologique). Quatre catégories de conditions-clés favorisent l’intégration d’approches basées sur la résilience climatique des milieux naturels : la réglementation; l’assistance technique et le financement; le suivi; et l’engagement communautaire. Nous présentons comment chacune a influencé la conception des passages aquatiques dans tout le Massachusetts.

Revue Sciences Eaux & Territoires - Vient de paraître en ligneLa fragmentation du paysage se matérialise par une rupture de connexion au sein des réseaux écologiques. Le concept de trame verte et bleue est apparu comme un outil de protection et de restauration des continuités écologiques dans les territoires. De nouvelles trames écologiques ont récemment été proposées pour identifier d’autres discontinuités écologiques effectives. C’est notamment le cas de la trame turquoise associant la trame bleue et la partie de la trame verte en interaction fonctionnelle. La trame turquoise regroupe ainsi différents types d’habitats aquatiques et terrestres dont dépendent de nombreuses espèces d’amphibiens, d’odonates et autres invertébrés ou encore de chiroptères. Cette nouvelle trame bénéficie d’une attention croissante dans le monde opérationnel, alors même que sa définition et les méthodes de caractérisation ne sont pas encore stabilisées. Cet article propose de contribuer à une meilleure définition et compréhension de la trame turquoise. S’appuyant sur la méthode des graphes paysagers, aujourd’hui largement utilisée pour modéliser les réseaux écologiques et mesurer leur connectivité, le projet INTERFACE a permis le développement d’un protocole innovant de réseau multi-habitats pour tenir compte de l’hétérogénéité des habitats dans l’évaluation de la connectivité de la trame turquoise. Il permet ainsi d’aller au-delà de la délimitation d’une zone tampon autour des cours d’eau et d'identifier les zones fonctionnelles à préserver, les zones vulnérables et les points de conflits où il serait intéressant de restaurer des habitats aquatiques et/ou terrestres pour améliorer les connectivités.

Les projets de réhabilitation des petites rivières urbaines se multiplient et s’inscrivent de plus en plus dans une approche multi-bénéfices visant notamment à répondre au besoin de nature exprimé par les citadins. Afin de fournir des outils pour appréhender les bénéfices sociaux de ces opérations, un diagnostic est proposé pour mesurer la connectivité sociale des petites rivières urbaines. S’appuyant sur la description de la configuration matérielle de deux cours d’eau franciliens et de leurs berges, il vise à qualifier les potentialités d’usage offertes par celles-ci. Il révèle une accessibilité non négligeable pour des cours d’eau non domaniaux tandis que les six types identifiés témoignent de la diversité des situations. La mise en perspective de cette typologie fondée sur une analyse spatiale permet d’interroger plus précisément le potentiel relationnel des rivières, notamment des portions restaurées et des secteurs en marge dont la multifonctionnalité n’est pas évidente.

English Abstract:Green Belts are often proposed as an alternative for containing urban sprawl, restoring ecological processes, recovering connectivity, and maintaining the multi-functionality that cities need. This article analyzes a proposed Green Belt for Xalapa, Veracruz, Mexico. It is spatially examined through GIS analysis and designed on the notion of Garden City as a strip to circumvent the city. Existing conditions are also discussed. Two existing conservation initiatives are compared to the proposed Green Belt strategy. Its establishment requires agreements between Xalapa and surrounding municipalities. The proposed strategy brings local government and citizens together to preserve the remaining vegetation and thus promote the well-being of local inhabitants.Spanish Abstract:Los cinturones verdes frecuentemente se han propuesto como una alternativa para contener la expansión urbana desordenada, restaurar los procesos ecológicos y recuperar la conectividad, y mantener la multifuncionalidad que las ciudades necesitan. Este artículo analiza un esquema de Cinturón Verde para Xalapa, Veracruz, México. Es espacialmente examinado, diseñado bajo el concepto de Ciudad Jardín, como una franja que rodea a la ciudad, el análisis se elaboró con un SIG. Las condiciones existentes también se discuten. Se comparan dos iniciativas de conservación existentes con la estrategia propuesta de Cinturón Verde. Su establecimiento requiere acuerdos entre Xalapa y los municipios aledaños. La estrategia propuesta requiere reunir a los gobiernos locales y ciudadanos para preservar la vegetación remanente y así promover el bienestar de los habitantes locales.French AbstractLes ceintures vertes sont fréquemment proposées comme une alternative pour limiter l’expansion urbaine désordonnée, restaurer les processus écologiques, récupérer la connectivité et maintenir la multifonctionnalité que les villes requièrent. Cet article analyse une proposition de ceinture verte pour Xalapa dans l’état du Veracruz au Mexique. Celle-ci est examinée et élaborée en particulier à partir du concept de cité-jardin, formée par une trame qui entoure la ville et son analyse a été élaborée par un Système d’information géographique (SIG). Les conditions existantes sont également discutées. Deux initiatives de conservation qui suivent la stratégie de la ceinture verte sont comparées. Leur mise en oeuvre implique des accords entre Xalapa et les municipes des alentours. La stratégie proposée impose la réunion des gouvernements locaux et des citoyens pour préserver la végétation restante et faciliter la promotion du bien-être des habitants.

Des avancées scientifiques sont nécessaires pour limiter l’impact qu’exerce l’urbanisation croissante sur l’environnement et comprendre le fonctionnement de la biodiversité urbaine. Dans cette thèse, nous avons analysé les effets à différentes échelles spatiales sur les patrons d’organisation de plusieurs taxons appartenant à la faune épigée, suivant trois axes : (1) étudier les communautés à l’échelle d’une grande agglomération, (2) étudier l’effet des corridors sur la dispersion et (3) modéliser la dispersion. Nous avons mis en évidence un effet majeur de l’urbanisation des paysages sur les communautés, plus important pour les espèces forestières qui sont remplacées par des espèces plus généralistes. Les corridors, en favorisant la dispersion permettent, pour partie, d’y remédier. Ces résultats ont été confirmés par le modèle de dispersion. Ces résultats ouvrent des perspectives dans la spatialisation du fonctionnement des communautés
Scientific insights are needed to limit the negative effects of urbanization and improve urban biodiversity. Thus, we analysed the effects of landscape on several ground –dwelling communities (multi taxa approach). We organized our research following three main axis: (1) response along an urbanization gradient, (2) the effect of corridors on the dispersal among urban landscapes and (3) simulation of the corridor effect using an individual based model (IBM). We observed strong and negative effects of the urbanized landscapes, stronger for forest specialist species which are replaced by more generalist species along the gradient. We highlighted a positive effect of corridors with some differences between taxa that could be explained by variation in their dispersal capabilities, confirmed by the model. The IBM has confirmed these results. This study opens new doors on the spatial configuration of local communities within the landscapes

Depuis quelques années, les études de l’organisation de l’activité cérébrale au repos se sont appuyées sur des méthodes utilisant la connectivité fonctionnelle. Celles-ci ont permis d’analyser l’organisation fonctionnelle cérébrale, en particulier à partir de données obtenues en imagerie par résonnance magnétique. Une importante hypothèse a e��té émise quant à l’organisation modulaire à différentes échelles spatiales et temporelles de l’activité cérébrale au repos formant ainsi un système complexe. Pour tester cette hypothèse sur une cohorte de 300 sujets, nous avons développé une méthode originale d’analyse de la connectivité fonctionnelle. Cette méthode basée sur l’analyse en composantes indépendantes des données d’IRM fonctionnelle de repos de chaque sujet a permis de décrire l’organisation cérébrale sous forme de 34 réseaux constitués d’aires corticales hyper-synchronisées. De cette description, il a été déduit une hiérarchie fonctionnelle à plus grande échelle spatiale sous forme de 5 modules et de 2 systèmes cérébraux. Les différents niveaux d’organisation montrent des interactions fonctionnelles spécifiques et nous avons pu mettre en évidence une relation entre les synchronisations de l’activité cérébrale et les processus mentaux spontanés des sujets. Ainsi, nos travaux ont permis de mettre en évidence une hiérarchie spatiale de l’organisation fonctionnelle cérébrale au repos dont les modulations de connectivité reflètent, au moins en partie, le contenu des pensées spontanées pendant cet état
In recent years, studies of brain activity at rest have gained importance thanks to the emergence of functional connectivity methods. Functional connectivity-based analysis is an emerging technique for human brain mapping, specifically applied to data obtained by functional magnetic resonance imaging. It has been proposed that the brain at rest show a specific complex modular organization. Indeed, a modular organization of functional connectivity is observed at different spatial and temporal scales. In order to test this hypothesis, we developed a method for the estimation of resting-state functional networks in a large population of 300 subjects. Based on independent component analysis, this method allowed us to uncover 34 resting-state networks covering the entire cerebral cortex. In addition, inter-network synchronization, at a larger spatial scale, shows a hierarchical organization and highlights two major brain systems including five functional modules. The different levels of organization show specific functional interactions and we demonstrate a relationship between the synchronization of brain activity at rest and the spontaneous mental processes of subjects during this state. In conclusion, our studies highlight a spatial hierarchy of the functional organization of the brain at rest whose connectivity modulations reflect, in part, the content of spontaneous thoughts during this state

Durant les dernières décennies, l'IRM fonctionnelle a permis de cartographier les différentes fonctions cérébrales et, plus récemment, d'identifier les réseaux fonctionnels qui décrivent les interactions qui peuvent s'établir entre régions cérébrales, proches ou distantes, lors de l'exécution d'une tâche cognitive. Pour identifier ces réseaux, une stratégie récente repose sur une parcellisation préliminaire du cerveau en régions fonctionnellement homogènes, puis sur l'identification des réseaux fonctionnels significatifs depuis une mesure des interactions entre l'ensemble des régions. Ainsi, la première partie de cette thèse propose une nouvelle méthode de parcellisation du cerveau en régions fonctionnellement homogènes. La méthode proposée est exploratoire et multi-niveaux : elle fournit plusieurs niveaux de parcellisation, et nous avons montré que les régions définies par notre méthode se superposent de manière satisfaisante aux structures anatomiques du cortex. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons proposé une méthode originale d'identification des réseaux fonctionnels. L'approche développée permet la significativité des réseaux étant donné leur taille et le seuil utilisé pour leur détection. Une telle approche permet de détecter des réseaux de faible taille qui impliquent des liens très significatifs, et également des réseaux plus grands impliquant des liens moins significatifs. Enfin, nous avons développé une approche permettant de classer les réseaux obtenus, de manière à réaliser une étude de groupe. L'information disponible sur l'ensemble des sujets permet alors de définir des classes qui synthétisent les caractéristiques des réseaux les plus partagés au sein d'une population de sujets
Over the last decade, functional MRI has emerged as a widely used tool for mapping functions of the brain. More recently, it has been used for identifying networks of cerebral connectivity that represent the interactions between different brain areas. In this context, a recent strategy is based on a preliminary parcellation of the brain into functional regions, and then identifying functional networks from a measurement of interactions between each area. The first part of this thesis describes a novel approach for parcellation that produces regions that are homogeneous at several levels. These regions are shown to be consistent with the anatomical landmarks of the processed subjects. In the second part, we propose a new family of statistics to identify significant networks of functional connectivity. This approach enables the detection of small, strongly-connected networks as well as larger networks that involve weaker interactions. Finally, within a classification framework, we developed a group-level study, producing networks that synthesize characteristics of functional networks across the population under study

La compréhension du fonctionnement cérébral est en constante évolution depuis l’essor des neurosciences.Les nouvelles modalités d’imagerie ont permis de mettre en évidence une architecture de notre cerveau en réseaux complexes. Mon travail a pour but de développer une méthode mettant en évidence les réseaux les plus représentatifs d’un groupe de sujet en IRM fonctionnelle.Dans un premier temps, j’ai développé une méthode de réduction des données basées sur le clustering.J’ai introduit une nouvelle caractérisation de l’information fonctionnelle par le profil de connectivité.Celui-ci permet de réduire le biais induit par le bruit présent au sein des données d’IRM fonctionnelle.De plus ce profil ne nécessite pas d’a priori sur les données contrairement aux méthodesi nférentielles classiques.Dans un deuxième temps, j’ai développé une méthode qui permet l’identification de réseaux communs sur un groupe de sujets tout en prenant en compte les variabilités spatiales et fonctionnelles inter-sujets. Les réseaux obtenus peuvent ensuite être caractérisés par leur distribution spatiale mais également par les liens de connectivités se manisfestant en leur sein.Cette méthode permet également la comparaison des réseaux de différents groupes de sujets et la mise en évidence de l’implication de réseaux différents en fonction de stimulations différentes ou d’un état pathologique
The comprehension of cerebral operations is in constant evolution since the rise of the neurosciences.New methods of imagery made it possible to highlight an architecture of our brain in complex networks.The purpose of my work is to develop a method to find the most representative networks of a group of subjects in Functional MRI.In the first step, I developed a method to reduce the fMRI data size based on clustering. I introduced a new characterization of functional information by the profile of connectivity. This one makes it possible to reduce the variance induced by the noise present within the data of Functional MRI.Moreover this profile does not require a priori information on the data contrary to the traditional inferential methods.In the second step, I developed a method to identify common networks on a group of subjects while taking into account of spatial and functional inter-subjects variability. The networks obtained can then be characterized by their spatial organization but also by their inner connectivity links.This method also allows the comparison of the networks of various groups of subjects, making it possible to highlight the implications of different networks according to different stimulations or pathological states

Durant les dernières décennies, l'IRM fonctionnelle a permis de cartographier les différentes fonctions cérébrales et, plus récemment, d'identifier les réseaux fonctionnels qui décrivent les interactions qui peuvent s'établir entre régions cérébrales, proches ou distantes, lors de l'exécution d'une tâche cognitive. Pour identifier ces réseaux, une stratégie récente repose sur une parcellisation préliminaire du cerveau en régions fonctionnellement homogènes, puis sur l'identification des réseaux fonctionnels significatifs depuis une mesure des interactions entre l'ensemble des régions. Ainsi, la première partie de cette thèse propose une nouvelle méthode de parcellisation du cerveau en régions fonctionnellement homogènes. La méthode proposée est exploratoire et multi-niveaux : elle fournit plusieurs niveaux de parcellisation, et nous avons montré que les régions définies par notre méthode se superposent de manière satisfaisante aux structures anatomiques du cortex. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons proposé une méthode originale d'identification des réseaux fonctionnels. L'approche développée permet la significativité des réseaux étant donné leur taille et le seuil utilisé pour leur détection. Une telle approche permet de détecter des réseaux de faible taille qui impliquent des liens très significatifs, et également des réseaux plus grands impliquant des liens moins significatifs. Enfin, nous avons développé une approche permettant de classer les réseaux obtenus, de manière à réaliser une étude de groupe. L'information disponible sur l'ensemble des sujets permet alors de définir des classes qui synthétisent les caractéristiques des réseaux les plus partagés au sein d'une population de sujets.

Face à la complexité des tâches à faire réaliser par un système multi-robots, l’approche la plus communément adoptée consiste à « diviser pour régner ». Il s’agit de décomposer la tâche complexe en sous-tâches, puis chacune de ces sous-tâches en sous-sous-tâches. Ce processus est répété jusqu’à arriver à des tâches élémentaires, qui peuvent être réalisées par des robots individuels. Cette démarche bien que séduisante à prime abord, présente l’inconvénient de ne pas être toujours facile à mettre en œuvre. En effet, dans la majorité des travaux existants, la décomposition d’une tâche complexe en tâches élémentaires est effectuée de manière plutôt ad hoc et liée au système robotique cible. Cela constitue en effet, un frein à la réutilisation du résultat de la décomposition – tant au niveau logiciel qu’au niveau logique – avec d’autres systèmes robotiques. Dans cette thèse, nous proposons une solution qui permet à n’importe quelle collection de robots hétérogènes de s’organiser en équipes et sous-équipes et ce, en fonction à la fois des exigences de la tâche à réaliser, des robots disponibles et de leurs ressources. Notre approche basée sur la décomposition d’une tâche complexe en rôles, sépare les préoccupations du niveau de conception et du ni- veau d’implémentation. Ainsi, une même solution logique peut être (ré)utilisée sur des systèmes multi-robots avec des capacités variées. Une fois la tâche dé- composée en rôles, nous sommes confrontés à un problème bien connu et encore non résolu : le problème général d’affectation optimale de rôles aux robots de manière efficace. Face à ce problème NP-difficile, nous proposons des heuris- tiques basées sur le protocole Contract-Net pour affecter les rôles aux robots afin de former des coalitions. Chaque coalition se compose de robots coopérant de manière étroite pour effectuer une tâche unique. L’affectation de rôles aux robots, ainsi que la coopération de ces derniers re- quièrt que les robots puissent communiquer de manière fréquente. Or, la connec- tivité du réseau de robots est un pré-requis de la communication. Nous propo- sons une solution originale à ce problème basée sur notre concept de « sensi- bilité à la connectivité ». Il s’agit de doter chaque robot d’une connaissance de la structure du réseau. Nous montrons qu’une connaissance partielle et locale à chaque robot, peut être exploitée pour maintenir la connectivité du réseau de manière distribuée et robuste. Chaque robot peut ainsi planifier localement ses déplacements sans mettre en péril la connectivité du réseau global. En effet, cette connaissance locale que représente la sensibilité à la connectivité peut être ex- ploitée pour déterminer les nœuds (robots) et les connexions critiques du réseau de robots
Given the complexity of the tasks to be undertaken by a multi-robot system, the approach most commonly adopted is to “divide and conquer”. It is to decompose the complex task into subtasks, then each of these sub-tasks into sub-sub-tasks. This process is repeated until we reach basic tasks that can be made by individual robots. This approach, although attractive at first glance, has the disadvantage of not always be easy to implement. Indeed, in the majority of existing work, the decomposition of a complex task into elementary tasks is performed in a rather ad hoc and dependent upon the target robot system. This is indeed a barrier to reuse the result of the decomposition – both software to the logic level with other robotic systems. In this thesis, we propose a solution that allows any collection of heteroge- neous robots to organize themselves into teams and sub-teams and this, accor- ding to both the requirements of the task at hand, robots available and resources. Our approach based on the decomposition of a complex task roles, separates the concerns of the design and implementation level. Thus, one logical solution may be (re)used on multi-robot systems with varying abilities. Once the task is decomposed into roles, we are facing a well-known, yet unresolved problem : the general problem of assignment of roles to robots effectively. Faced with this problem NP-hard, we propose heuristics based on the Contract-Net protocol to assign roles to the robots to form coalitions. Each coalition is composed of robots cooperating tightly to perform a single task. Assigning roles to robots, as well as the cooperation of the latter requires that the robots must be able to communicate frequently. As a result, the network connectivity of robots is a prerequisite for communication. We propose a novel solution to this problem based on our concept of “connectivity awareness”. It is about equipping each robot with an knowledge of the network structure. We show that a partial and local knowledge in each robot can be exploited for main- taining network connectivity in the robust distributed manner. Each robot can plan its own move locally without jeopardizing the overall network connectivity. Indeed, this local knowledge that is the connectivity awareness can be exploi- ted so that each robot can determine whether the global network connectivity is robust to the its own network connectivity failure or not

Ces travaux de thèse portent sur l’application de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore à des nouvelles techniques d’imagerie préclinique chez le rongeur. L'imagerie fonctionnelle ultrasonore (fUS) est une modalité d’imagerie cérébrale qui se base sur l’imagerie Doppler. Elle permet d'imager l'activité vasculaire cérébrale avec une très bonne sensibilité grâce à une méthode innovante d’illumination du milieu acoustique. Dans un premier temps, un dispositif a été mis au point pour permettre l’imagerie fonctionnelle transcrânienne chez la souris éveillée, libre de ses mouvements. Nous l’avons appliqué à l’observation de l’altération de la connectivité fonctionnelle induite par un modèle de la maladie d’Alzheimer. L’étude éveillée nous a permis de mesurer des altérations de la connectivité fonctionnelle significatives et dépendantes de la dose administrée. La robustesse de ces mesures a été validée par un classifieur automatisant la distinction des états pathologiques par apprentissage supervisé. En utilisant un nouveau type de scanner échographique et en implémentant des nouvelles séquences d’illumination acoustique codées, nous avons également élargi le champ de vue de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore à la troisième dimension. La technologie a permis d’étendre les capacités d’acquisition des ultrasons fonctionnels à l’imagerie fonctionnelle 4D du cerveau entier. Enfin, nous avons appliqué la méthode d’élastographie ultrasonore par onde de cisaillement à l’évaluation de la dureté de zones fonctionnelles dans le cerveau. Ces travaux de thèse ont permis d’étendre les perspectives de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore préclinique pour la recherche en neurosciences
This thesis focuses on the application of functional ultrasound imaging for new pre-clinical imaging modalities in rodents. Functional Ultrasound imaging (fUS) is a brain imaging modality based on Doppler imaging which makes possible to image the cerebral vascular activity with a very good sensitivity. As a first step, a new acquisition device was developed to allow transcranial functional imaging in awake, freely moving mice. We applied this device to measure the alteration of functional connectivity induced by a drug model of Alzheimer's disease. The pharmacodynamic study in awake mice allowed us to measure stable and dose dependent alterations in functional connectivity. The study was validated by a classifier automating the distinction of the pathological states using supervised learning. Using a new type of ultrasound scanner, we have also expanded the field of view of fUS imaging to the third dimension. The implemented technology has extended fUS acquisition capabilities to 4D functional. High quality films of the volume cerebral blood dynamics were obtained in rats and showed the feasibility of 4D fUS technology through different functional measurement applications. Finally, we applied the method of supersonic shear wave elastography to the evaluation of the stiffness of functional areas in the brain. We were able to monitor the brain activity by tracking changes in blood volume and at the same time generating shear waves to determine the stiffness of activated functional regions following external stimulations. The work carried out in this thesis has expanded the perspectives of pre-clinical ultrasound functional imaging for neuroscience research

La mise en place des réseaux de continuités écologiques dans les paysages nécessite l'estimation de la connectivité fonctionnelle, particulièrement lorsque ces paysages sont fragmentés par les Infrastructures Linéaires de Transport (ILT). Dans ce contexte, des suivis génétiques et démographiques ont été réalisé sur quatre espèces terrestres dans un paysage fragmenté par six types d'infrastructures en Dordogne, France. Les résultats ont montré qu'une part importante de la variabilité génétique (38 %) est expliquée par les ILT, qui agissent majoritairement comme des barrières à la dispersion. Cependant, les effets des ILT varient fortement d'une espèce à l'autre et peuvent, dans certains cas, agirent comme des éléments favorisant la dispersion. Par ailleurs, l'utilisation conjointe des outils de génétique du paysage et des suivis démographiques montre que selon l'approche utilisée, les résultats peuvent diverger. Ces deux approches devraient donc être davantage utilisées simultanément dans les études paysagères
Implementing networks of ecological continuities requires estimation of functional connectivity in landscapes. Particularly when those landscapes are fragmented by Large-scale Transportation Infrastructures (LTIs). In this context, four terrestrial species were monitored using genetic and demographic surveys across six LTIs in south-western France. The results showed that a significant amount of genetic variability was explained by LTIs (38%), that are mostly acting as dispersal barriers. However, LTI effects are variable depending on the species under study and, in some cases, they can even act as infrastructures enhancing dispersal. Furthermore, the combined use of genetic tools and demographic surveys showed that depending on the selected approach, results might differ. Therefore, these two approaches should be more used simultaneously in landscape surveys

Les réseaux de capteurs sans fil sont déployés pour assurer la surveillance de phénomènes physiques. La précision de l’information recueillie dépend fortement des positions des capteurs déployés. Ces positions doivent satisfaire les exigences de l’application en termes de couverture et de connectivité. Par conséquent, les algorithmes de déploiement sont nécessaires pour déterminer les positions optimales des capteurs. Cette thèse se concentre sur le déploiement de capteurs sans fil, d’une part lorsque ces noeuds sont capables de se positionner de manière autonome, et d’autre part lorsque leur déploiement est assisté par des robots mobiles. Dans les deux cas, ce déploiement doit, non seulement répondre aux exigences de l’application en termes de couverture et connectivité, mais aussi minimiser le nombre de capteurs nécessaires tout en satisfaisant diverses contraintes (e.g. obstacles, énergie, connectivité tolérant les défaillances). Nous avons proposé des algorithmes de déploiement autonome qui évitent les oscillations des noeuds : ADVFA, GDVFA et OA-DVFA pour surveiller des zones 2D et 3D-DVFA pour surveiller un espace 3D. Lorsque le déploiement est assisté par robots mobiles, nous avons proposé deux approches pour optimiser la durée du déploiement. La première se base sur la théorie de jeux pour optimiser la durée des trajectoires de deux robots (TRDS) et la deuxième se base sur l'optimisation multi-objectifs avec un nombre de robots supérieur ou égale à 2 (MRDS). Les objectifs à satisfaire sont : optimiser la durée de la trajectoire la plus longue, équilibrer les durées des trajectoires des robots et minimiser le nombre de robots utilisés, en évitant les obstacles
Wireless sensor networks are deployed to monitor physical phenomena. The accuracy of information collected depends on sensor node positions. These positions must meet the application requirements in terms of coverage and connectivity. Therefore, deployment algorithms are necessary to determine the optimal positions of sensor nodes. This thesis focuses on the deployment of wireless sensor nodes, first when these nodes are autonomous, and secondly when they are static and the deployment is assisted by mobile robots. In both cases, this deployment must not only meet the application requirements in terms of coverage and connectivity, but also minimize the number of sensors needed while satisfying various constraints (e.g. obstacles, energy, fault-tolerant connectivity). We proposed autonomous deployment algorithms that avoid node oscillations: ADVFA, GDVFA and OA-DVFA to monitor 2D areas and 3D-DVFA to monitor a 3D space. In case of a deployment assisted by mobile robots, we proposed two approaches to optimize the deployment duration. The first one is based on game theory to optimize the length of the paths of two robots (TRDS) and the second is based on the multi-objective optimization, with a number of robots greater than or equal to 2 (MRDS). The objectives to be met are: optimizing the duration of the longest tour duration, balancing the durations of the robot tours and minimizing the number of robots used, while bypassing obstacles

Les réseaux de capteurs sans fil sont déployés pour assurer la surveillance de phénomènes physiques. La précision de l’information recueillie dépend fortement des positions des capteurs déployés. Ces positions doivent satisfaire les exigences de l’application en termes de couverture et de connectivité. Par conséquent, les algorithmes de déploiement sont nécessaires pour déterminer les positions optimales des capteurs. Cette thèse se concentre sur le déploiement de capteurs sans fil, d’une part lorsque ces noeuds sont capables de se positionner de manière autonome, et d’autre part lorsque leur déploiement est assisté par des robots mobiles. Dans les deux cas, ce déploiement doit, non seulement répondre aux exigences de l’application en termes de couverture et connectivité, mais aussi minimiser le nombre de capteurs nécessaires tout en satisfaisant diverses contraintes (e.g. obstacles, énergie, connectivité tolérant les défaillances). Nous avons proposé des algorithmes de déploiement autonome qui évitent les oscillations des noeuds : ADVFA, GDVFA et OA-DVFA pour surveiller des zones 2D et 3D-DVFA pour surveiller un espace 3D. Lorsque le déploiement est assisté par robots mobiles, nous avons proposé deux approches pour optimiser la durée du déploiement. La première se base sur la théorie de jeux pour optimiser la durée des trajectoires de deux robots (TRDS) et la deuxième se base sur l'optimisation multi-objectifs avec un nombre de robots supérieur ou égale à 2 (MRDS). Les objectifs à satisfaire sont : optimiser la durée de la trajectoire la plus longue, équilibrer les durées des trajectoires des robots et minimiser le nombre de robots utilisés, en évitant les obstacles
Wireless sensor networks are deployed to monitor physical phenomena. The accuracy of information collected depends on sensor node positions. These positions must meet the application requirements in terms of coverage and connectivity. Therefore, deployment algorithms are necessary to determine the optimal positions of sensor nodes. This thesis focuses on the deployment of wireless sensor nodes, first when these nodes are autonomous, and secondly when they are static and the deployment is assisted by mobile robots. In both cases, this deployment must not only meet the application requirements in terms of coverage and connectivity, but also minimize the number of sensors needed while satisfying various constraints (e.g. obstacles, energy, fault-tolerant connectivity). We proposed autonomous deployment algorithms that avoid node oscillations: ADVFA, GDVFA and OA-DVFA to monitor 2D areas and 3D-DVFA to monitor a 3D space. In case of a deployment assisted by mobile robots, we proposed two approaches to optimize the deployment duration. The first one is based on game theory to optimize the length of the paths of two robots (TRDS) and the second is based on the multi-objective optimization, with a number of robots greater than or equal to 2 (MRDS). The objectives to be met are: optimizing the duration of the longest tour duration, balancing the durations of the robot tours and minimizing the number of robots used, while bypassing obstacles