Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Optimisation de protocoles expérimentaux“

Résumé L’étude de la photodégradation du 4-méthylphénol a été menée sur un pilote à recirculation. Cette molécule a été prise comme composé modèle pour le traitement des effluents de l’industrie avicole. Ce travail a consisté en l’optimisation et la modélisation de l’élimination du 4-méthylphénol par photocatalyse en présence de ZnO. L’utilisation des plans d’expériences, et en particulier de la méthodologie de surface de réponse (RSM) et un plan central composite (CCD), a permis la détermination de l’influence des effets simultanés et de l’interaction des paramètres opératoires sur le rendement de la photodégradation. Les paramètres étudiés sont la concentration initiale en 4-méthylphénol, la concentration en catalyseur et le débit de recirculation de la solution. Les résultats montrent que l’application de la RSM permet de décrire d’une manière correcte l’influence de ces trois paramètres expérimentaux sur l’efficacité du traitement. Les valeurs optimales des paramètres donnant un rendement maximal (100 %) ont pu être déterminées. Les modèles de second ordre obtenus, pour le rendement de dégradation et pour l’abattement de DCO, ont été validés en utilisant différentes approches statistiques. L’utilisation de la méthode ANOVA a montré que les modèles sont hautement significatifs et en bonne adéquation avec les résultats expérimentaux.

Trois méthodes classiques de spéciation séquentielle du phosphore ont été appliquées aux sédiments de la rivière Sûre, à une sélection de ses affluents de taille variable, ainsi qu'aux sédiments du prébarrage Misère, un petit réservoir eutrophe situé sur la Sûre. Les protocoles comparés sont ceux de HIELTJES et LIJKLEMA (H et L), de PALUDAN et JENSEN (P et J) et de GOLTERMAN et BOOMAN (G et B). Le phosphore total des sédiments étudiés s'élève à 0,6 mg·P·g-1 séd. sec pour les petits sous-bassins expérimentaux (de l'ordre de 1 km2), à 0,8-1,0 mg·P·g-1 séd. sec pour les bassins de taille moyenne (20 à 320 km2) et à 1,8 mg·P·g-1 séd. sec pour le prébarrage Misère. Les schémas de (H et L) et de (P et J) reproduisent de façon similaire les différences qualitatives existant entre les sédiments. Toutefois les parts relatives des différentes fractions varient selon le protocole utilisé. Les rendements d'extraction obtenus avec le schéma de (G et B) sont sensiblement supérieurs aux deux autres méthodes et sont très liés aux teneurs en phosphore total des mêmes échantillons. Pour le P-labile, une bonne corrélation est obtenue entre les concentrations extraites selon les protocoles de (H et L) et (P et J) (R2 =0,84, P < 0,001) ; cependant les valeurs absolues sont 40 % supérieures pour le premier (H et L) qui utilise NH4Cl comme extractant au lieu de H2O. La fraction P- (Fe+Al) de (H et L) et la somme des fractions P-Fe et P-Al de (P et J) sont également bien corrélées (R2 =0,90, P < 0,001), mais avec des valeurs 30 % supérieures pour le second protocole (P et J) qui réalise l'extraction en deux étapes. La fraction P-Fe de (G et B) est moins bien corrélée à la fraction P-Fe de (P et J) (R2 =0,74, P < 0,01), et les résultats obtenus selon ces deux protocoles sont très éloignés en valeur absolue. Quant à la fraction P-Ca, les résultats du protocole de (G et B) ne sont ni corrélés ni similaires à ceux des deux autres schémas, en raison de la nature complètement différente des extractants appliqués.

Cette these concerne l'optimisation des protocoles experimentaux dans les modeles de population, c'est-a-dire les modeles comportant dans leur specification une structure probabiliste sur leurs parametres. De tels modeles, comportant des parametres aleatoires, sont tres frequemment rencontres en biologie, cette dimension aleatoire rendant compte de la variabilite biologique. Les protocoles experimentaux recherches satisfont des conditions d'optimalite au sens de l'information qu'ils apportent en vue de l'estimation des parametres (appeles hyperparametres) caracterisant la distribution de probabilite des parametres aleatoires. Ces protocoles experimentaux sont appeles protocoles de population et precisent la facon dont un ensemble d'unites (generalement d'individus) devra etre observe pour que les observations experimentales resultantes permettent la meilleure estimation des hyperparametres. La methodologie proposee generalise la notion de protocole d-optimal. Il s'agit essentiellement d'une generalisation de la theorie des protocoles statistiques optimaux et des algorithmes sequentiels (specialement l'algorithme de fedorov) permettant de generer ces protocoles. Une notion de cout associee a un protocole est introduite. L'algorithme propose inclut une etape de regroupement fondee sur la methode du recuit simule. L'application proposee a titre d'exemple appartient au champ de la pharmacocinetique ; le modele considere est un modele dynamique frequemment rencontre dans les etudes de description des relations entre administration d'un medicament et presence du medicament dans l'organisme. Dans ce contexte, les conditions experimentales portent sur le choix des dates auxquelles sont observees les concentrations medicamenteuses. La methodologie developpee dans ce travail conduit a la definition d'un protocole constitue de plusieurs ensembles de dates optimales ; chacun de ces ensembles specifie les conditions d'observation dans chaque sous-groupe d'individus constituant l'echantillon sur lequel sera estimee la validite interindividuelle. Sont suggerees aussi differentes extensions possibles pour le calcul des protocoles de population exact et sequentiel d-optimaux.

Plusieurs sources de variabilité des SUVs ont été étudiées en recherche préclinique. Ainsi, l’utilisation des PDCi améliore les performances diagnostiques et présente un faible impact sur les données quantitatives, sans retentissement sur l’évaluation thérapeutique. D’autre part, bien que l’extravasation du traceur soit un phénomène fréquent, elle n’impacte pas l’évaluation thérapeutique et sa correction systématique ne semble pas nécessaire. Enfin, les différentes reconstructions disponibles (FBP, OSEM et MAP) présentent des performances identiques pour prédire la réponse au traitement et la récidive après traitement. Ce dernier résultat contraste avec ceux obtenus en recherche clinique où la reconstruction PSF améliore les performances diagnostiques et augmente de manière significative les valeurs quantitatives comparativement à la reconstruction OSEM prise comme référence par les recommandations EANM. Les SUVs extraits des reconstructions PSF et OSEM ne sont donc pas comparables avec un impact significatif sur l’évaluation thérapeutique. Ceci rend nécessaire l’utilisation d’une stratégie d’harmonisation. Ce travail a permis de valider une stratégie d’harmonisation visant à reconstruire deux jeux d’images : une reconstruction PSF optimale pour le diagnostic et une reconstruction PSF filtrée optimale pour la quantification. Cette stratégie, depuis reprise par les guidelines EANM et EARL, a été validée pour tout type de tumeur solide. Au-delà des SUVs largement utilisés en pratique clinique courante, cette méthode a également été validée pour l’harmonisation des données d’hétérogénéité métabolique intra-tumorale
Several sources of SUVs variability were studied in preclinical research. The use of iodinated contrast media improves the PET-CT diagnostic performance and has a low impact on quantitative data, and no effect on therapeutic evaluation. Furthermore, although tracer extravasation is quite frequent, it doesn’t impact therapeutic evaluation and a systematic correction does not seem necessary. Finally, the different reconstructions available (FBP, OSEM and MAP) have identical performance with regards treatment response and recurrence after treatment. This last result contrasts with those obtained in clinical research where PSF reconstruction improves the diagnostic performance and significantly increases the quantitative values compared with the OSEM reconstruction used as a reference in the EANM recommendations. SUVs extracts from PSF and OSEM reconstructions are therefore not comparable. This has a significant impact on therapeutic evaluation and emphasizes the need of a harmonization strategy. This work has validated a harmonization strategy based on the use of two sets of images: PSF reconstruction for diagnosis and PSF filtered reconstruction for quantification. This strategy, proposed in the EANM and EARL guidelines, has been validated for any type of solid tumor. Beyond SUVs which are widely used in clinical practice, this method has also been validated for the harmonization of intra-tumoral heterogeneity data

La résistance aux antibiotique est de plus en plus courante. En particulier, la fraction croissante d'Escherichia coli commensaux et pathogènes exprimant des bêta-lactamases à spectre étendu et/ou des carbapénémases est alarmante. E. coli est une cause majeure d'infections courantes telles que les infections urinaires, qui touchent plus de 150 millions de personnes dans le monde. Il est important de noter que de nombreuses infections récidivent. Il est donc essentiel de comprendre en profondeur la sensibilité des isolats cliniques d'E. coli aux bêta-lactamines pour proposer des traitements efficaces.Les bactéries peuvent échapper aux traitements de différentes manières. Les bactéries résistantes se développent et se divisent normalement en présence d'antibiotiques. Leur caractérisation est facile à l'aide de tests de diagnostic standard. Les bactéries tolérantes se contentent de survivre en présence d'antibiotiques et repoussent lorsque l'antibiotique est retiré ou dégradé. Ce comportement biphasique complique la prédiction des résultats du traitement. La résilience au traitement est notamment observée dans la tolérance collective aux antibiotiques, où les cellules mortes libèrent des bêta-lactamases qui dégradent l'antibiotique dans l'environnement. Les approches standard ne sont pas adaptées pour quantifier et comprendre le rôle de la résistance et/ou de la résilience.Nos principaux objectifs sont de quantifier la dynamique de la mort cellulaire au cours de traitements répétés et de quantifier l'impact des différentes conditions environnementaux sur la mort cellulaire. Tout d'abord, nous avons développé de nouveaux protocoles pour résoudre les problèmes de variabilité dans les mesures de densité optique, et pour effectuer des tests d'unités formant colonies d'une manière efficace. Grâce à ces techniques, nous avons généré un vaste ensemble de données décrivant l'impact de traitements répétés sur différents isolats cliniques. Nous avons calibré un modèle, précédemment développé par l'équipe, de la réponse de la population aux antibiotiques et de l'évolution de l'environnement dans le contexte de tolérance collective aux antibiotiques. Nous avons calibré le modèle sur l'ensemble de données, et nous avons montré que le modèle tient compte de l'évolution temporelle de la biomasse et du nombre de cellules vivantes. En outre, nous avons démontré qu'en utilisant ce modèle, nous pouvons prédire le nombre de cellules vivantes à partir des mesures de la biomasse.Dans ce travail, nous avons mis en évidence l'écart entre l'in vitro et l'in vivo en évaluant l'effet de différentes conditions de croissance sur la survie des cellules. Pour relever ce défi, nous avons étudié la réponse bactérienne dans l'urine humaine et dans le milieu de Mueller-Hinton (milieu utilisé pour les antibiogrammes standard), ainsi que dans un milieu défini avec différentes sources de carbone. Tout d'abord, nous avons observé une meilleure survie dans l'urine par rapport au milieu Mueller-Hinton, mais ce résultat variait en fonction de la souche et de la concentration d'antibiotique. Il est intéressant de noter que les données expérimentales ont montré que la concentration en nutriments n'avait pas d'effet sur le taux de croissance, mais un effet important sur la capacité de charge et la réponse aux antibiotiques. Grâce à l'étalonnage du modèle et à l'analyse des valeurs des paramètres du modèle, nous avons identifié des processus biologiques qui pourraient expliquer les différences entre le comportement des bactéries dans différents milieux
Resistance to first-line antimicrobial drugs is now commonly encountered. In particular, the increasing fraction of commensal and pathogenic Escherichia coli expressing extended-spectrum beta-lactamases and/or carbapenemases is alarming. E. coli is a major cause of common infections such as urinary tract infections, affecting over 150 million people worldwide. Importantly, many infections relapse. Therefore, an in-depth understanding of the susceptibility of E. coli clinical isolates to beta-lactams is essential for proposing effective treatments.Bacteria might escape treatments in many different ways. Resistant bacteria grow and divide normally in the presence of antibiotics. Their characterization is easy using standard diagnostic tests. Resilient bacteria merely survive in the presence of antibiotics and regrow when the antibiotic is removed or degraded. This biphasic behavior complicates the prediction of treatment outcomes. Resilience to treatment is notably observed in collective antibiotic tolerance, where dead cells release beta-lactamases degrading the antibiotic in the environment. Standard approaches are not adapted for quantifying and understanding the role of resistance and/or resilience.Our main objectives are to quantify the dynamics of cell death during repeated treatments and to quantify the impact of different growth conditions on cell death. First, we developed novel protocols to address variability issues in optical density measurements, and to perform colony forming unit assays in an efficient manner. Using these techniques, we generated an extensive dataset describing the impact of repeated treatments on different clinical isolates. We calibrated a previously developed in the team model of population response to antibiotic and evolution of the environment in the context of collective antibiotic tolerance. We calibrated the model to our dataset, and we showed that the model accounts for the temporal evolution of both biomass and live cell counts. Further, we demonstrated that using this model we can predict live cell number from biomass measurements.In addition, in this work we highlighted the in vitro - in vivo gap by assessing the effect of different growth conditions on cell survival. To address this challenge, we studied the bacterial response in human urine and in Mueller-Hinton media (media used for standard antibiotic susceptibility tests), as well as a defined media with different carbon sources. First, we observed better survival in urine compared to Mueller-Hinton media, but this result varied depending on the strain and the antibiotic concentration. Interestingly, the experimental data showed that nutrient concentration had no effect on growth rate, but a strong effect on carrying capacity and antibiotic response. Through model calibration and analysis of identified model parameter values, we identified biological processes that could explain the differences between bacterial behavior in different media

Le travail presente dans cette these contribue a l'automatisation d'experience biochimiques et a pour objet l'elaboration d'un systeme informatique pour la generation et l'execution de protocoles experimentaux avec une application particuliere au sequencage d'adn. Il s'inscrit dans le cadre de trois domaines de recherche: la robotique, l'informatique et la biochimie. A l'origine de nos demarches se trouve la difficulte de communication entre un experimentateur (biochimiste ou biologiste dans notre cas) et des systemes informatiques. Chaque domaine a son langage specifique: l'utilisation et le pilotage de robots requierent une bonne connaissance des langages de programmation; le monde biochimique, quant a lui, utilise la notion de protocoles experimentaux, qui correspond a la liste des differentes etapes d'une experience. Ainsi, un langage general de description de protocoles a ete implante au sein d'un systeme interactif permettant le pilotage d'un robot manipulateur d'echantillons liquides. Ce systeme satisfait a la fois les exigences de fiabilite et de reproductibilite des experiences et la necessite d'un environnement convivial et evolutif. Il est fonde sur une architecture du type multi-agents oriente-objet, privilegiant un style d'interaction et de presentation base sur les interfaces a manipulation directe

La recherche étudie les possibilités et les difficultés rencontrées par des élèves de 9 à 11 ans face à la planification des tests d'hypothèses dans une démarche d'investigation. Elle envisage des outils facilitant l'acquisition voire le transfert des compétences mises en oeuvre, ceci pour deux classes suivies en CM1 puis CM2. Une première partie de la thèse fait état des différentes recherches en épistémologie, psychologie, pédagogie et didactique existant sur le sujet, précise les questions de recherche d'où découlent les exigences que doivent satisfaire les séquences d'apprentissage. Une deuxième partie décrit quatre séquences d'enseignement sur des thèmes différents. Au cours de leur investigation les élèves doivent émettre les hypothèses concernant la dépendance éventuelle d'un phénomène par rapport à une ou plusieurs variables, planifier les tests (il faut pur tester chaque hypothèse du type envisagé affecter au moins deux valeurs à la variable), réaliser les protocoles, observer résultats des mesures réalisées, les analyser et en déduire les conclusions par rapport à la dépendance des variables étudiées. La troisième partie synthétise les différentes données (transcripts des séances, d'entretiens - propositions écrites individuelles ou en groupe des élèves - différentes évaluations individuelles), recueillies lors des situations d'apprentissage. Elle s'intéresse aux propositions de protocoles et aux analyses, dégage plusieurs types de difficultés rencontrées par les enfants. Elle analyse l'impact des outils proposés pour les acquisitions de compétences méthodologiques et pour leurs transferts lors d'études différentes. Elle rend compte également de l'évolution individuelle de chaque élève ainsi que celles des deux classes au cours des deux années scolaires. Elle met également en évidence le rôle de l'enseignant dans la gestion de la classe (programmation des activités, propositions des situations, apports de techniques, gestion des débats. . . )
The aim of the work is to study the possibilities and difficulties encountered by pupils (9 to 11 years old) confronted to the generalisation of hypotheses within the framework of an investigation approach. It deals with teaching aids helping to acquire and even transfer to capabilities brought into play in two classes concerned i. E. 4th and 5th grades. The first part of the research work states the various researches in the fields of epistemology, psychology, general education and educational software. It also underlines the questions from which to reduce the requirements to be met with during the learning periods. A second part describes four teaching units on four different subjects. In the course of their investigation approach, pupils have to bring forward hypotheses relates to the purpose dependence of the phenomenon upon one or more factors. They also have to plan the tests (it is required that each hypothesis must be tested with at least two conditions assigned to the factor) to draw up the procedures, assess the results of the measures carried out and finally infer conclusions about the dependence of one factor upon another. The third part brings together the various data (minutes of the group sessions, individual or group proposal in a written from by pupils, individual assessments) collected during the learning periods. It stresses the interest of the procedures and analyses put forward and focuses on types of difficulties that pupils come across. It analyses the impact of the teaching aids offered in order to acquire methodological capabilities and how such aids can be used in other studies. It also assesses the evolution of each individual pupil as well as that the two classes, over the last two school years. It also emphasises the role of the teachers in the way they manage the class (how activities are planned out, situations proposed, techniques brought in and debates dealt with. . . )

La gestion des Aires Marines Protégées (AMP) et des Récifs Artificiels (RA) nécessite des évaluations complexes avec des suivis adaptés, incorporant différentes sources de variabilité. Nous avons étudié et développé des protocoles expérimentaux et des méthodes d’analyse appropriés à la mise en place de suivis récurrents des AMP et des RA. Cette méthodologie est développée à partir de données existantes sur différents cas d’étude en Méditerranée nord-occidentale. Nous avons construits des indicateurs multiparamétriques permettant un diagnostic statistiquement testable de l’impact des AMP et des RA sur les assemblages de poissons démersaux-benthiques. Disposer d’indicateurs de la performance écologique de telles structures permet de suivre et de restituer aux gestionnaires les évolutions du système observées lors de l’évaluation. Il fut possible de montrer la réponse globale du peuplement de poissons à la mise en place d’une AMP. Cette réponse, se traduisant par des augmentations d’abondance, de richesse spécifique ou de diversité, est graduelle dans le temps, l’espace et selon les groupes taxonomiques considérés ou la taille des individus d’une même espèce. Les grands individus réagissent le plus vite à la mise en protection et les habitats de faibles profondeurs sont plus sensibles à la présence de la réserve. Nos résultats peuvent servir à la mise en place de nouvelles AMP ou à l’immersion de RA et au développement de leur plan de gestion. Mots-clés : Aires Marines Protégées, Récifs Artificiels, Evaluation d’Impact, Poissons Tempérés, Indicateurs, Multivarié, Habitat, Suivis, Puissance Statistique, Méditerranée Nord-Occidentale, Gestion
Marine Protected Areas’ (MPAs) and Artificial Reef’s (ARs) management requires complex assessment and monitoring programmes, dealing with different sources of variability. We studied and developed experimental designs and analysis methods suited for the establishment of a monitoring of MPAs and ARs. This methodology is developed from existing data sets in the Northwestern Mediterranean. We build multi-criteria indicators allowing a statistically testable diagnosis of the impact of MPAs and ARs on reef fish assemblages. Using ecological performance indicators permits to monitor and to give an image of the assessed system to managers. It was possible to show the global response of the fish assemblages to the protection by a MPA. This response was evidenced by increases in abundance, species richness or diversity, gradually through space, time and among various taxonomic groups or fish individual sizes. Large fishes reacted faster to protection and shallow habitats were more sensitive to the existence of a MPA. Our results can be useful for the implementation of new MPAs or for the immersions of ARs and for the development of their management plans. Key-words : Marines Protected Areas, Artificial Reefs, Impact Assessment, Temperate Fish, Indicators, Multivariate, Habitat, Monitoring, Statistical Power, Northwestern Mediterranean, Management

Les applications de calcul intensif nécessitent de plus en plus de ressources. Ces ressources distribuées bien qu'appartenant à des entités juridiques et administratives différentes doivent être associées logiquement temporairement pour constituer une infrastructure virtuelle afin de résoudre un problème scientifique ou fournir un service donné. Une telle infrastructure virtuelle et le réseau sous jacent est appelée une grille. Les modèles actuels d'exploitation des grilles ne permettent pas de coallouer les ressources et n'offre pas une qualité de service prenant en compte les contraintes réseaux et applicatives. Cette thèse fourni une vision de l'état de l'art en matière de Co-allocation. Différentes architectures sont considérés: les Web Services, l'architecture IP Multimedia Subsystem et Generalized Multi-protocol Label Switching. Des extensions aux logiciels de gestion des grilles, ainsi qu'à ces trois architectures sont proposées. Dans un second temps, nous étudions plus en détail le cœur du système de Co-allocation: le protocole de communication entre l'ordonnanceur de la grille et les ordonnanceurs locaux. Enfin, des algorithmes modélisant l'utilisation des ressources de calcul et des ressources réseaux sont proposés pour déterminer quel est la meilleure interaction possible entre le gestionnaire de ressource réseau et celui des ressources de calcul. Un algorithme de Co-allocation est proposé pour améliorer l'efficacité du système. Un modèle analytique est proposé pour prédire et comprendre les performances, des simulations ont permis de vérifier la validité du modèle et des résultats
New computing applications require nowadays a physical distribution of computing resources. These geographically distributed resources belonging to different organizations must be associated logically in order to solve cooperatively a given problem or to provide a given service. The virtual infrastructure corresponding to the set of these distributed and remote resources and to the inherent underlying networking facilities is called a Grid. Present models do not enable network and other resources such as computing or storage to be co-allocated on demand, nor do they guarantee the Quality of Service. The aim of this thesis is first to provide a review of the state of the art on co-allocation. For that purpose, various environments such as Web Services distributed resources management systems, IP Multimedia Subsystem and Generalized Multi-protocol Label Switching architecture are considered. We propose extensions to existing Grid toolkits, WS, IMS and GMPLS for dynamic resource co-allocation provisioning. The suitability of each of these approaches for Grid services provisioning is investigated and compared to the other alternatives. We then analyze a WS based protocol between a global resource coordinator (Grid Scheduler) and local resources managers (local schedulers). Algorithms are proposed to model the possible interactions between the grid scheduler, the network resource manager and the local schedulers. A co-allocation algorithm is proposed to improve the efficiency as seen by the end user and the resource providers. An analytical model is proposed to predict and understand the performance; simulations are run to verify the validity of the model and the results

La réduction de la consommation énergétique est actuellement un point important lors de la conception d'un véhicule qu'il soit à moteur thermique (réduction de la consommation d'essence), électrique (augmenter la distance parcourue sans recharger les batteries) ou hybride. C'est dans cette optique que nous chercherons à réduire les forces de traînée aérodynamique qui s'opposent au mouvement de tout véhicule et qui sont donc à l'origine d'une consommation supplémentaire d'énergie. Grâce au développement des outils de calcul, il est aujourd’hui possible de tester sans fabriquer. En effet, grâce à l’essor de la CFD (Computational Fluid Dynamics) il est désormais possible de reproduire tous nos bancs de tests et nos optimisations de façon numérique. Cependant, ces outils ne sont pas encore parfaits et ils nécessitent des ajustements obtenus grâce à la mise en place de tests expérimentaux. C’est ainsi que les caractérisations et optimisations effectuées sur le tricycle hybride étudié et ses sous-systèmes seront réalisées. L'étude portera principalement sur l'aérodynamique externe du tricycle ainsi que sur ses échangeurs thermiques.

Les protocoles de consensus ont gagné beaucoup d’intérêt ces dernières années. Dans cette thèse, nous étudions les problèmes d’optimisation, de contrôle, et de théorie de jeu qui se posent dans ces protocoles. Tout d’abord, nous étudions les techniques d’optimisation pour des problèmes de sélection de poids permettant ainsi d’augmenter la vitesse de convergence de protocoles de consensus dans les réseaux. Nous proposons de sélectionner les poids en appliquant un algorithme d’approximation: minimisation de la norme p de Schatten de la matrice de poids. Nous caractérisons l’erreur induite par cette approximation et nous montrons que l’algorithme proposé a l’avantage qu’il peut être soit résolu de façon distribuée. Ensuite, nous proposons un cadre conceptuel d’analyse des jeux d’adversaire qui peut ajouter du bruit aux poids utilisés par l’algorithme de consensus de moyenne afin d’éloigner le système de consensus. Nous analysons également la performance des algorithmes de consensus de moyenne où les informations échangées entre les agents voisins sont soumises à la quantification uniforme déterministe (les valeurs réelles envoyées par les nœuds de leurs voisins sont tronquées). Le problème de la terminaison des protocoles de consensus s’avère difficile dans le cadre distribué. Nous proposons un algorithme distribué pour la terminaison des protocoles de consensus. L’algorithme réduit la charge de communication tout en garantissant la convergence vers un consensus. Enfin, nous proposons une mesure de similarité qui évalue la qualité d’un regroupement (clustering) des nœuds dans un réseau. Un algorithme local de clustering basé sur cette métrique est donné
Consensus protocols have gained a lot of interest in the recent years. In this thesis, we study optimization, control, and game theoretical problems arising in consensus protocols. First, we study optimization techniques for weight selection problems to increase the speed of convergence of discrete-time consensus protocols on networks. We propose to select the weights by applying an approximation algorithm: minimizing the Schatten p-norm of the weight matrix. We characterize the approximation error and we show that the proposed algorithm has the advantage that it can be solved in a totally distributed way. Then we propose a game theoretical framework for an adversary that can add noise to the weights used by averaging protocols to drive the system away from consensus. We give the optimal strategies for the game players (the adversary and the network designer) and we show that a saddle-point equilibrium exists in mixed strategies. We also analyze the performance of distributed averaging algorithms where the information exchanged between neighboring agents is subject to deterministic uniform quantization (e.g., when real values sent by nodes to their neighbors are truncated). Consensus algorithms require that nodes exchange messages persistently to reach asymptotically consensus. We propose a distributed algorithm that reduces the communication overhead while still guaranteeing convergence to consensus. Finally, we propose a score metric that evaluates the quality of clusters such that the faster the random walk mixes in the cluster and the slower it escapes, the higher is the score. A local clustering algorithm based on this metric is proposed

Résumé Ce chapitre introduit le lecteur aux protocoles à cas unique dont le regain d’intérêt ne se dément plus, en particulier dans les domaines d’application où ils ont été utilisés pour évaluer des interventions auprès d’un éventail extraordinaire de cibles et de contextes tels que la psychologie clinique et la neuropsychologie, l’éducation, la pathologie du langage et de la parole, ou encore l’ergothérapie. Ce chapitre met en évidence les caractéristiques essentielles des protocoles expérimentaux à cas unique, en présente les différents designs et en discute les fondements méthodologiques en comparaison avec les autres traditions de recherche. Le protocole à cas unique y sera abordé tant du point de vue de sa mise en place, c’est-à-dire les différentes étapes de son utilisation, que du point de vue de son produit, c’est-à-dire les résultats qu’il génère, leur lecture et la manière de les valoriser.