Dissertations / Theses on the topic 'Localisation discrète'

Les problèmes d'optimisation discrète sont pour beaucoup difficiles à résoudre, depar leur nature combinatoire. Citons par exemple les problèmes de programmationlinéaire en nombres entiers. Une approche couramment employée pour les résoudreexactement est l'approche de Séparation et Évaluation Progressive. Une approchedifférente appelée " Resolution Search " a été proposée par Chvátal en 1997 pourrésoudre exactement des problèmes d'optimisation à variables 0-1, mais elle restemal connue et n'a été que peu appliquée depuis.Cette thèse tente de remédier à cela, avec un succès partiel. Une première contributionconsiste en la généralisation de Resolution Search à tout problème d'optimisationdiscrète, tout en introduisant de nouveaux concepts et définitions. Ensuite,afin de confirmer l'intérêt de cette approche, nous avons essayé de l'appliquer enpratique pour résoudre efficacement des problèmes bien connus. Bien que notrerecherche n'ait pas abouti sur ce point, elle nous a amené à de nouvelles méthodespour résoudre exactement les problèmes d'affectation généralisée et de localisationsimple. Après avoir présenté ces méthodes, la thèse conclut avec un bilan et desperspectives sur l'application pratique de Resolution Search.

Les problèmes d’optimisation discrète sont pour beaucoup difficiles à résoudre, de par leur nature combinatoire. Citons par exemple les problèmes de programmation linéaire en nombres entiers. Une approche couramment employée pour les résoudre exactement est l’approche de Séparation et Évaluation Progressive. Une approche différente appelée « Resolution Search » a été proposée par Chvátal en 1997 pour résoudre exactement des problèmes d’optimisation à variables 0-1, mais elle reste mal connue et n’a été que peu appliquée depuis. Cette thèse tente de remédier à cela, avec un succès partiel. Une première contribution consiste en la généralisation de Resolution Search à tout problème d’optimisation discrète, tout en introduisant de nouveaux concepts et définitions. Ensuite, afin de confirmer l’intérêt de cette approche, nous avons essayé de l’appliquer en pratique pour résoudre efficacement des problèmes bien connus. Bien que notre recherche n’ait pas abouti sur ce point, elle nous a amené à de nouvelles méthodes pour résoudre exactement les problèmes d’affectation généralisée et de localisation simple. Après avoir présenté ces méthodes, la thèse conclut avec un bilan et des perspectives sur l’application pratique de Resolution Search.
The combinatorial nature of discrete optimization problems often makes them diffi- cult to solve. Consider for instance integer linear programming problems, which are commonly solved using a Branch-and-Bound approach. An alternative approach, Resolution Search, was proposed by Chvátal in 1997 for solving 0-1 optimization problems, but remains little known to this day and as such has seen few practical applications. This thesis attempts to remedy this state of affairs, with partial success. Its first contribution consists in the generalization of Resolution Search to any discrete optimization problem, while introducing new definitions and concepts. Next, we tried to validate this approach by attempting to solve well-known problems efficiently with it. Although our research did not succeed in this respect, it lead us to new methods for solving the generalized assignment and uncapacitated facility location problems. After presenting these methods, this thesis concludes with a summary of our attempts at practical application of Resolution Search, along with further perspectives on this matter.
Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université d'Avignon.

Le nombre croissant de travaux réalisés ces dernières années a montré que la bioacoustique est particulièrement intéressante pour le suivi d’espèces discrètes. L’émergence de dispositifs d’enregistrement autonomes, associée à de nouvelles méthodes d’analyse, ont récemment participé à l’accroissement des études dans ce domaine. Au cours des 30 dernières années, le Loup gris (Canis lupus), mammifère carnivore aux mœurs discrètes connu pour ses hurlements de longue portée, a fait l’objet de nombreuses études acoustiques. Ces dernières visaient notamment à améliorer son suivi, qui s’avère complexe du fait des grandes capacités de déplacement des loups, de l’étendue de leurs territoires et de la diversité des milieux dans lesquels ils vivent. Cependant, la bioacoustique passive a jusqu’alors très peu été exploitée pour le suivi du Loup. C’est dans ce contexte que la présente thèse s’est organisée autour de trois axes de recherche. Les deux premiers axes portent sur l’apport de la bioacoustique passive pour le suivi du Loup gris en milieu naturel. En combinant des analyses acoustiques, statistiques et cartographiques, le premier objectif a été d’élaborer une méthode pour l’échantillonnage spatial de vastes zones d’étude, afin d’y détecter des hurlements de loups à l’aide de réseaux d’enregistreurs autonomes. Ce même dispositif a ensuite permis, dans un second temps, de tester la possibilité de localiser les loups grâce à leurs hurlements. Les expérimentations conduites en milieu de moyenne montagne (Massif des Vosges) et de plaine (Côtes de Meuse), sur deux zones d’étude de 30 km² et avec un réseau de 20 enregistreurs autonomes, ont permis de démontrer l’intérêt de la bioacoustique passive pour le suivi du Loup gris. En effet, près de 70% des émissions sonores (son synthétique aux propriétés similaires à celles de hurlements de loups) ont été détectés par au moins un enregistreur autonome en milieu de moyenne montagne et plus de 80% en milieu de plaine, pour des distances enregistreurs– source sonore atteignant respectivement plus de 2.7 km et plus de 3.5 km. Grâce à un modèle statistique et à un Système d’Information Géographique, la probabilité de détection des hurlements a pu être cartographiée sur les deux zones. En moyenne montagne, elle était forte à très forte (>0.5) sur 5.72 km² de la zone d’étude, contre 21.43 km² en milieu de plaine. Les sites d’émission ont été localisés avec une précision moyenne de 315 ± 617 (SD) m, réduite à 167 ± 308 (SD) m après l’application d’un seuil d’erreur temporelle défini d’après la distribution des données. Le troisième axe de travail porte quant à lui sur l’application d’indices de diversité acoustique pour estimer le nombre d’individus participant à un chorus et ainsi contribuer au suivi de l’effectif des meutes. Les valeurs obtenues pour les six indices (H, Ht, Hf, AR, M et ACI) étaient corrélées avec le nombre de loups hurlant dans les chorus artificiels testés. De bonnes prédictions de l’effectif ont été obtenues sur des chorus réels avec l’un de ces indices (ACI). L’influence de plusieurs biais sur la précision des prédictions de chacun des six indices a ensuite pu être étudiée, montrant que trois d’entre eux y étaient relativement peu sensibles (Hf, AR et ACI). Finalement, les résultats obtenus avec les enregistreurs autonomes montrent le potentiel des méthodes acoustiques passives pour la détection de la présence de loups mais aussi pour les localiser avec une bonne précision, dans des milieux contrastés et à de larges échelles spatiale et temporelle. L’utilisation des indices de diversité acoustique ouvre également de nouvelles perspectives pour l’estimation de l’effectif des meutes. Prometteuses, l’ensemble des méthodes émergeant de ce travail nécessite à présent quelques investigations complémentaires avant d’envisager une application concrète pour le suivi du Loup gris dans son milieu naturel
The growing number of studies carried out in recent years has shown that bioacoustics is particularly interesting for the monitoring of secretive species. The emergence of autonomous recording devices, combined with new methods of analysis, have recently contributed to the increase of studies in this field. Over the last 30 years, many bioacoustic studies have been developed for the Grey wolf (Canis lupus), a secretive large carnivore known for its howls spreading over distances up to several kilometers. These researches notably aimed to improve its monitoring, which is complex because of the strong wolf dispersal capacities over long distances, the large extent of their territories and the various natural contexts in which they live. In this context, this PhD thesis was organized around three research axes. The first two axes focused on the contribution of passive bioacoustics for the Grey wolf monitoring in the field. By combining acoustic, statistical and cartographic analysis, the first objective was to develop a spatial sampling method adapted to large study areas for the detection of wolf howls by using autonomous recorders. Then, the same protocol was used to investigate the possibility to localize wolves thanks to their howls. Field experimentations, conducted in mid-mountain (Massif des Vosges) and lowland (Côtes de Meuse) environments, in two study areas of 30 km² and with an array of 20 autonomous recorders, demonstrated the high potential of passive bioacoustics for the Grey wolf monitoring. Indeed, nearly 70% of broadcasts (synthetic sound with similar acoustic properties to howls) were detected by at least one autonomous recorder in mid-mountain environment and more than 80% in lowland environment, for sound source-recorders distances of up to 2.7 km and 3.5 km respectively. By using statistical model and Geographic Information System, the detection probability of wolf howls was modeled in both study areas. In the mid-mountain environment, this detection probability was high or very high (greater than 0.5) in 5.72 km² of the study area, compared with 21.43 km² in lowland environment. The broadcast sites were localized with an overall mean accuracy of 315 ± 617 (SD) m, reducing until 167 ± 308 (SD) m after setting a temporal error threshold defined from the data distribution. The third axe focused on the application of acoustic diversity indices to estimate the number of howling wolves in choruses and thus to contribute to pack size monitoring. Index values of the six indices (H, Ht, Hf, AR, M, and ACI) were positively correlated with the number of howling wolves in the artificial tested choruses. Interesting size predictions based on real choruses were obtained with one of the indices (ACI). The effects of several biases on the reference values for the acoustic indices were then explored, showing that three of them were relatively insensitive (Hf, AR and, ACI). Finally, results obtained with autonomous recorders confirm the real potential of passive acoustic methods for detecting the presence of wolves but also for localizing individuals with high precision, in contrasting natural environments, at large spatial and temporal scales. The use of acoustic diversity indices also opens new perspectives for estimating pack sizes. All of the promising methods emerging from this thesis require now further investigations before considering a concrete application for monitoring the Grey wolf in its natural environment

Cette thèse porte sur la solution exacte des problèmes NP-difficiles du p-median et du p-centre, des problèmes d'optimisation combinatoire qui deviennent rapidement difficiles à résoudre lorsque la taille de l'instance augmente. Ces problèmes de localisation discrète consistent à ouvrir un nombre défini p d'installations, puis à leur affecter un ensemble de clients selon une fonction objectif à minimiser.Tout d'abord, nous étudions le problème du p-median qui cherche à minimiser la somme des distances entre les clients et les installations ouvertes auxquelles ils sont affectés. Nous développons un algorithme basé sur la décomposition de Benders qui surpasse les méthodes exactes de l'état de l'art. L'algorithme considère une approche en deux étapes et ainsi qu'un algorithme efficace pour la séparation des coupes de Benders. Cette méthode est évaluée sur plus de 230 instances de benchmark avec jusqu'à 238025 clients et sites. De nombreuses instances sont résolues à l'optimalité pour la première fois ou ont leur meilleure solution connue améliorée.Deuxièmement, nous explorons le problème du p-centre qui cherche à minimiser la plus grande distance entre un client et l'installation ouverte qui en est la plus proche. Nous comparons d'abord les cinq principales formulations MILP de la littérature. Nous étudions la décomposition de Benders et nous proposons également un algorithme exact basé sur une procédure de partionnement des clients reposant sur la structure du problème. Toutes les méthodes proposées sont comparées à l'état de l'art dans des instances de benchmark. Les résultats obtenus sont analysés, mettant en évidence les avantages et les inconvénients de chaque méthode.Enfin, nous étudions un problème robuste du p-centre en deux étapes avec une incertitude sur les demandes et les distances des nœuds. Nous introduisons la reformulation robuste du problème basée sur les cinq principales formulations déterministes MILP de la littérature. Nous prouvons que seul un sous-ensemble fini de scénarios de l'ensemble d'incertitude infini peut être pris en compte sans perdre l'optimalité. Nous proposons également un algorithme de génération de colonnes et de contraintes et ainsi qu'un algorithme de branch-and-cut pour résoudre efficacement ce problème. Nous montrons comment ces algorithmes peuvent également être adaptés pour résoudre le problème robuste d'une seule étape. Les différentes formulations proposées sont testées sur des instances générées aléatoirement et sur un cas d'étude de la littérature
This thesis focuses on the exact solution of the NP-hard problems p-median and p-center, combinatorial optimization problems that quickly become difficult to solve as the instance size increases. These discrete location problems involve opening a defined number p of facilities and then allocating to them a set of clients according to an objective function to be minimized.First, we study the p-median problem, which seeks to minimize the sum of distances between clients and the open facilities to which they are allocated. We develop an algorithm based on Benders decomposition that outperforms state-of-the-art exact methods. The algorithm considers a two-stage approach and an efficient algorithm for separating Benders cuts. The method has been evaluated on over 230 benchmark instances with up to 238025 clients and sites. Many instances are solved to optimality for the first time or have their best known solution improved.Secondly, we explore the p-center problem, which seeks to minimize the largest distance between a client and its nearest open facility. We first compare the five main MILP formulations in the literature. We study the Benders decomposition and also propose an exact algorithm based on a client clustering procedure based on the structure of the problem. All the proposed methods are compared with the state-of-the-art on benchmark instances. The results obtained are analyzed, highlighting the advantages and disadvantages of each method.Finally, we study a robust two-stage p-center problem with uncertainty on node demands and distances. We introduce the robust reformulation of the problem based on the five main deterministic MILP formulations in the literature. We prove that only a finite subset of scenarios from the infinite uncertainty set can be considered without losing optimality. We also propose a column and constraint generation algorithm and a branch-and-cut algorithm to efficiently solve this problem. We show how these algorithms can also be adapted to solve the robust single-stage problem. The different proposed formulations are tested on randomly generated instances and on a case study drawn from the literature

Cette thèse se concentre sur l'interdépendance entre les choix de localisation résidentielle et professionnelle. Des questions telles que le processus de prise de décision, l'accessibilité à l'emploi, la répartition géographique des emplois, et le prise de décision collective des conjoints, entre autres, sont analysées en développant des modèles de choix discrets. Dans ce cadre, nous étudions les choix de localisation à partir de deux points de vues complémentaires. (1) Premièrement, nous étudions l'interdépendance entre les deux choix de localisation sans considérer le processus de décision au sein des ménages. Nous développons un modèle logit emboîté à trois niveaux, pour les choix de localisation résidentielle et professionnelle et nous étudions l'effet des mesures d'attractivité et d'accessibilité spécifiques à chaque individu (log-sommes). Les résultats du premier chapitre montrent que l'accessibilité spécifique à chaque individu est un facteur déterminant du choix de localisation résidentielle et que son effet diffère le long du cycle de vie des ménages. L'attractivité des types d'emploi est un meilleur indicateur du choix de localisation professionnelle que le nombre d'emplois. L'évolution des mesures d'attractivité et d'accessibilité aux emplois est analysée dans le deuxième chapitre. (2) Deuxièmement, nous étudions l'interdépendance de la localisation résidentielle et professionnelle au sein du ménage. Cette thèse contribue à la littérature des modèles collectifs en développant un modèle de choix avec processus de négociation au sein des ménages à la Chiappori, pour décrire le choix de localisation résidentielle des ménages bi-actifs. Le dernier chapitre développe et estime un modèle structurel en deux étapes pour faire la part des choses entre le pouvoir de négociation et les valeurs du temps des conjoints. Les résultats montrent que les nationalités du couple, leur niveau d'éducation, ainsi que la différence d'âge entre les conjoints jouent un rôle crucial dans la détermination de pouvoir de négociation
This thesis studies the interdependency between the choices of residential and workplace location. Issues such as the decision-making process, the accessibility to jobs, the geographical distribution of job types, and the spouses collective decision process, among others, are analyzed with discrete choice models. In this setting, we study the location decisions from two complementary points of view. (1) First, we study the interdependency between the two location choices without any within-household consideration. We develop a three-level nested logit model of residential and workplace location and study the effect of individual-specific attractiveness and accessibility (log-sum) measures. Results presented in the first chapter show that the individual-specific accessibility measure is an important determinant of the choice of residential location and its effect differs along the household life cycle. Additionally, the attractiveness of the types of employment is a better predictor of the workplace location than the usual total number of jobs. We analyze the evolution of the attractiveness and attractivity measures in the second chapter. (2) Second, we study the interdependency of residential location and workplaces within the household. This thesis contributes with a within-household bargaining process model of location decisions. As such, it applies the collectiveapproach à la Chiappori of household behavior to describe residential location choice of two-worker households. The last chapter develops and estimates a two-step structural model to disentangle bargaining powers from spouses' values of time. Results show that the nationalities of the couple, their education level, as well as the age difference between spouses play a crucial role in determining bargaining power

L’objectif de cette thèse est de développer de nouvelles solutions pour détecter et localiser des sources électromagnétiques radar au niveau d'une unique station de réception en exploitant les signaux directs et indirects reçus. Dans le cadre de notre étude, nous avons dans un premier temps développé une modélisation du signal reçu au niveau d'un récepteur en tenant compte des caractéristiques des émetteurs et de la zone environnante. L'évaluation de cette modélisation a été effectuée en s'appuyant sur un cas particulier de détection et de localisation des réflecteurs. Ce dernier, traité dans la littérature, repose sur l’exploitation des trajets multiples. Ces derniers peuvent être également utilisés pour localiser des sources d’émission. Néanmoins, la plupart des méthodes existantes se basent sur des réflexions dites spéculaires. Les techniques employant les réflexions non spéculaires sur un réflecteur quelconque pour localiser des sources d'émission dans un environnement inconnu font l'objet de peu de publications dans la littérature ouverte. La méthode de localisation que nous proposons a l'avantage de n'employer qu'un récepteur fixe mesurant seulement deux types de grandeurs : les angles d'arrivée (AOA) et les différences de temps d'arrivée (TDOA). En pratique, un problème d'affectation doit être résolu avant de procéder à la localisation des émetteurs et des réflecteurs. Le problème consiste à affecter chaque paire de mesures TDOAAOA à un réflecteur donné, en supposant que chaque paire a déjà été affectée à un émetteur.La méthode que nous avons développée a été testée et évaluée, d'une part grâce à des données simulées et d'autre part en utilisant des mesures réelles
The purpose of this work is to develop new methods for the detection and the location of radar sources. The developed approach exploits the direct and indirect signals received at the receiving point. In our study, we first develop a model of these signals that takes into account the characteristics of the transmitters and the reflectors. We evaluate this model by simulating a particular case of reflectors detection and location, defined in the literature. Our goal is to use the multipaths to locate emission sources. Most existing methods are based on specular reflections. Methods based on non-specular reflections, to locate emission sources in an unknown environment, are rarely studied in the literature. In our study, we propose a new location method that uses a fixed receiver measuring the Angle of Arrival (AOA) and Time Difference of Arrival (TDOA). In practice, an assignment problem must be solved before locating the emitters and reflectors. The problem is to assign each pair of TDOA-AOA measurements to a given reflector, assuming that each pair has already been assigned to a transmitter. The method developed has been tested and evaluated by using simulated data and real measurements

Il est déjà établi que les flux de déplacements d’achat sur un territoire urbain sont importants au moins à deux titres. Ils sont déterminants pour l’acheminement de la marchandise à son lieu de consommation finale. Mais ils comptent aussi pour la viabilité du tissu commercial urbain. Or, ces flux restent très peu reliés aux autres flux de transport de marchandises en ville optimisés et évalués, eux, dans une vision « transporteur » de la logistique urbaine. Dans cette thèse, nous identifions dans la littérature une autre approche de la logistique urbaine. Elle y replace la question de localisation des espaces logistiques et des autres fonctions urbaines reliées ou impactées par les flux de logistiques urbaines. Pour avancer sur les enjeux opérationnels de cette approche territoriale de la logistique urbaine, nous étudions le déménagement d’un magasin du centre-ville de Saint-Etienne vers sa périphérie Est où la métropole projette d’installer un parc d’activités commerciales. La contribution essentielle de la thèse est d’abord d’ouvrir le débat sur la prise en compte de la localisation commerciale dans les réflexions sur la logistique urbaine. Deux démarches d’analyses sont ensuite proposées et testée avec les données collectées, pour contribuer à traduire en outils opérationnels cette approche. La première consiste à mettre en relation la localisation commerciale et les choix individuels de déplacements d’achats à travers une modélisation probabiliste de type choix discrets. La seconde quant à elle permet de centrer sur chaque point de vente l’évaluation environnementale des flux de TMV générés, prenant en compte les déplacements d’achat qu’il génère. Une question émerge dès lors. La connaissance des probabilités de déplacements vers différentes localisations commerciales sur le territoire peut-il permettre de comparer le profil environnemental des flux de TMV générées par chacune de ces localisations ?
The significance of shopping trips for a city is at least twofold. They are essential to supply households as they are critical for the retail sector viability. Despite, shopping trip flows are rarely taken into account while evaluating urban goods flows. Actually, urban goods flows are more often addressed in a transport operating perspective only. We noticed during these PhD works that there is another approach for urban logistics in the scientific literature. We call it the territorial approach because it introduces warehouses location and urban planning matters into urban logistics. But there still are several operating issues to address about this approach. That’s what we targeted during our reflections, investigating the before and the after of a relocation project of an important retail store from Saint-Etienne ‘city centre. The key contributions of our works are twofold. The data we collected first allowed us to develop and test a discrete choice modelling methodology making the link between retail location and individual shopping trips behaviours. Second, we suggest to link both upstream and downstream transport flows generated by a retail store and assess their environmental impacts. Then another question is emerging. Having the possibility to model the retail location choice of consumers, is it easier to compare the environmental impacts of both upstream and downstream flows generated by different commercial areas in the city?

Granular materials are in abundance in nature and are estimated to constitute over 75% of all raw materials passing through the industry. Granular or particulate solids are thus of considerable interest to many industrial sectors and research communities, where many unsolved challenges still remain. This thesis investigates the micro- and macro-phenomena in densely packed particulate systems by means of the Discrete Element Method (DEM), which is a numerical tool for analysing the internal complexities of granular material as the mechanical interactions are considered at the grain scale. It presents an alternative approach to phenomenological continuum approaches when studying localisation problems and finite deformation problems in granular materials. In order to develop a comprehensive theoretical understanding of particulate matter and to form a sound base to improve industrial processes, it is desirable to study the mechanical behaviour of granular solids subject to a variety of loading conditions. In this thesis, three loading actions were explored in detail, which are biaxial compression, rigid object penetration and progressive formation of granular piles. The roles of particle shape and contact friction in each of these loading scenarios were investigated. The resulting packing structures were compared and studied to provide a micromechanical insight into the development of contact force network which governs the collective response. The interparticle contact forces and displacements were then used to evaluate the equivalent continuum stress and strain components thus providing the link between micro- and macroscopic descriptions. The information collected from the evolution of strong contact network illustrates the underlying mechanism of force transmission and propagation. DEM simulations presented in this thesis demonstrate strong capability in predicting the bulk behaviour as well as capturing local phenomenon occurring in the system. The research first simulates a testing environment of biaxial compression in DEM, in which the phenomenon of strain localisation was investigated, with special attention given to the interpretation of underlying failure mechanism. Several key micromechanical quantities of interest were extracted to understand the bifurcation instability, such as force chains, contact orientation, particle rotation and void ratio. In the simulation of progressive formation of granular piles, a counterintuitive pressure profile with a significant pressure dip under the apex was predicted for three models under certain conditions. Both particle shape and preparation history were shown to be important in the resulting pressure distribution. During the rigid body penetration into a granular sample, the contact forces were used to evaluate the equivalent continuum stress components. Significant stress concentration was developed around the punch base which further led to successive collapse and reformation of force chains. Taking the advantage of micromechanical analysis at particle scale, two distinct bearing failure mechanisms were identified as the penetration proceeded. To further quantify the nature of strain mobilisation leading to failure, Particle Image Velocimetry (PIV) was employed to measure the deformation over small strain interval in association with shear band propagation in the biaxial test and deformation pattern in the footing test. The captured images from DEM simulation and laboratory experiments were evaluated through PIV correlation. This optical measuring technique is able to yield a significant improvement in the accuracy and spatial resolution of the displacement field over highly strained and localised regions. Finally, a series of equivalent DEM simulations were also conducted and compared with the physical footing experiments, with the objective of evaluating the capability of DEM in producing satisfactory predictions.

Les mini-drones à propulsion électrique sont susceptibles d’avoir une endurance inférieure à celle de drones plus grands.L’exploitation des interactions aérodynamiques, inspirée par les oiseaux migratoires, ainsi que le ravitaillement en vol , sont des approches prometteuses pour améliorer l’endurance des mini-drones. La commande par modes glissants d’ordre supérieur en temps continu (CTHOSM) a été considérée comme un candidat prometteur à ce problème ouvert difficile et a été appliquée avec succès à des modèles cinématiques simples. Dans nos travaux, nous étudions les implications de la présence de la dynamique de la boucle interne et de l’implémentation en temps discret à des taux d’échantillonnage modérés et constatons alors que l’application de la commande CTHOSM devient impossible. Nous proposons donc un schéma de guidage prédictif discret par modes glissants pour approximer les performances de la commande CTHOSM pour une dynamique réaliste du drone. On propose également un problème de référence accessible pour d'autres chercheurs. Les algorithmes de localisation probabilistes existants ne permettent pas la caractérisation de régions de confiance garanties de la position des autres membres de la formation. Dans ce contexte, nous proposons un nouveau filtre ensembliste caractérisant de telles régions de confiance sous forme ellipsoïdale. Nos premières évaluations ont montré que les efforts de calcul induits par cette mise en œuvre restent parfaitement compatibles avec les contraintes des systèmes avioniques des petits drones
Small, electrically driven unmanned aircraft are likely to suffer from inferior endurance compared to their larger counterparts. Upwash exploitation by tight formation flight, as well as aerial recharging are the most promising control-driven approaches to mitigate this disadvantage. Continuous time higher order sliding mode control (CTHOSM) has been considered as a candidate for this challenging open problem and was successfully applied to simple kinematic models in simulation, where excellent relative position tracking performance can be demonstrated. In this work we study the implications of the presence of inner loop dynamics and discrete implementation at moderate sampling rates and we find that it precludes the application of CTHOSM control to fixed-wing UAS. We propose a predictive discrete sliding mode guidance scheme to approximate the performance of CTHOSM control assuming realistic fixed-wing UAS dynamics. We show that the proposed guidance scheme in combination with inner load factor tracking loops and a disturbance observer allows for relative position tracking performance compatible with the requirements of upwash exploitation. We propose as well an openly accessible benchmark problem. Existing probabilistic localization algorithms cannot provide guaranteed confidence regions of the relative position between UAS. We present a set membership filter that provides ellipsoidal regions guaranteed to contain the relative positions of the other UAS. It is compatible with the hardware constraints of small low-cost UAS. Simulations suggest computational efforts compatible with the computational resources typically available onboard small UAS

L'objectif de la thèse est de développer une méthode éléments finis permettant de rendre compte de l'apparition de zones de localisation de façon indépendante du maillage. Ceci est réalisé par la construction d'éléments finis enrichis capables de reproduire des discontinuités du champ de déplacement. L'approche proposée permet la description du comportement des structures massives par la prise en compte simultanée de deux types de dissipation une dissipation volumique produite à l'échelle de la structure et prise en compte par des modèles continus classiques et une dissipation surfacique produite à l'échelle des bandes de localisation et décrite par l'introduction de champs de déplacement discontinus associés à des lois "discrètes" liant traction et saut de déplacement. Cette approche a été développée et implantée pour des modèles de plasticité (représentation de bandes de cisaillement) et pour des modèles d'endommagement (prise en compte de l'apparition de macro fissures).

Les inox irradiés présentent une déformation hétérogène, localisée dans des « bandes claires », qui peut contribuer à la corrosion sous contrainte assistée par l’irradiation (IASCC). Nous évaluons cette contribution par dynamique des dislocations discrètes. Nous identifions un modèle plastique incluant des mécanismes élémentaires tridimensionnels : tension de ligne, formation/destruction de jonctions, balayage des défauts d’irradiation. Nous reproduisons l’adoucissement d’écrouissage associé aux canaux clairs. Dans un second temps, le modèle est appliqué à un bi-cristal fissuré. Le développement de la plasticité au travers une densité forte d’obstacles entraîne la formation d’une bande de glissement primaire dense à la pointe de la fissure. Les empilements de dislocations sont relaxés par l’activation du système secondaire qui interagit avec le joint de grains en avant de la fissure. En amplifiant ces effets, le balayage des défauts d’irradiation favorise la rupture intergranulaire
Irradiated austenitic stainless steel display a localization of deformation in “clear channels”, which may contribute to Irradiation-Assisted Stress Corrosion Cracking (IASCC). We assess this contribution using a bi-dimensional discrete dislocation dynamics simulation of plasticity. We first identify a plastic model that includes 3-dimensional plasticity mechanisms such as the line tension, junction formation and destruction, sweeping of irradiation defects by mobile dislocations. We reproduce the strain-softening associated to the formation of clear bands. We then apply this model to the case of a cracked bi-crystal. A high density of point obstacles induces the formation of an intense primary slip band ahead of the crack-tip. Dislocation pile-ups are relaxed by the activation of a secondary slip system, which in turn interacts with the grain boundary ahead of the crack. By amplifying these effects, the sweeping of irradiation defects favours intergranular brittle fracture

Comprendre les processus de déformation conduisant à la défaillance des matériaux polycristallins est l'un des principaux défis de la science des matériaux. A ce jour, les mécanismes de localisation de la déformation plastique en bandes de glissement et la propagation de la déformation à travers un agrégat polycristallin ne sont pas entièrement compris. L'investigation de tels phénomènes est l'objectif du projet ANR 3DiPolyPlast. Dans l'approche de simulation multi-échelles proposée, des simulations de Dynamique des Dislocations Discrètes (DDD) seront utilisées afin de mieux modéliser le comportement individuel et collectif des dislocations à l'échelle mésoscopique. La majorité des simulations réalisées sont basées sur un couplage dit faible entre la DDD et la Méthode des Eléments Finis (MEF), dans lequel le champ de contrainte issu d'un calcul MEF en élasticité est utilisé comme condition initiale de chargement intragranulaire. Cette hypothèse permet de réaliser une étude plus systématique et physiquement justifiée des différents mécanismes ayant lieu durant la déformation plastique au sein de la microstructure de dislocation. Les simulations réalisées montrent le rôle joué par la microstructure polycristalline sur la localisation de la déformation plastique, notamment à travers les incompatibilités de déformations élastiques entraînant l'apparition de concentrations de contraintes intragranulaires. A l'aide de ces simulations, nous montrons qu'au cours de la déformation plastique, certains mécanismes comme le cross-slip ou les annihilations colinéaires permettent à la déformation plastique de s'initier dans certaines régions du grain. L'observation méticuleuse de cette microstructure de dislocation nous a permis de reconsidérer une des hypothèses initiales de nos simulations DDD, l'impénétrabilité des joints de grains. De fait, le nombre de dislocations s'empilant aux joints de grains est important et les contraintes calculées en tête de ces empilements sont de l'ordre du GPa. Une partie du travail présenté dans ce manuscrit a donc été dédié à l'implémentation d'une règle locale permettant de modéliser les mécanismes de réactions entre dislocations et joints de grains au cours de la déformation plastique. Par ailleurs, nous avons montré que ces mécanismes de réactions étaient à l'origine d'une forte diminution de l'écrouissage cinématique entraînant dans des régions locales du grain la présence d'un glissement plastique intense. D'autres calculs ont été réalisés dans le cadre du modèle discret-continu (MDC) qui couple les calculs d'éléments finis de plasticité cristalline effectués sur l'agrégat polycristallin complet avec des simulations DDD. Cette modélisation permet une description plus précise des mécanismes de déformation plastique et représente un atout majeur dans l'étude du rôle des interactions entre grains, notamment durant la déformation plastique de ces derniers. Ces simulations se révèlent aussi être une source d'informations afin de mieux comprendre les contrastes de diffraction observés expérimentalement en topo-tomographie rayons X
Understanding the deformation processes leading to the failure of polycrystalline materials is one of the major challenges in materials science. To date, the mechanisms of plastic strain localization into slip bands and the propagation of deformation through a polycrystalline aggregate are not fully understood. Investigating such phenomena is the aim of the 3DiPolyPlast ANR project. In the proposed multi-scale simulation approach, Discrete Dislocation Dynamics (DDD) simulations will be used to better model the individual and collective behavior of dislocations at the mesoscopic scale. The majority of the simulations carried out are based on a so-called weak coupling between DDD and the Finite Element Method (FEM), in which the stress field resulting from a FEM calculation in elasticity is used as the initial intragranular loading condition. This assumption enables a more systematic and physically justified study of the various mechanisms taking place during plastic deformation within the dislocation microstructure. The simulations carried out show the role played by the polycrystalline microstructure on the localization of plastic deformation, notably through elastic deformation incompatibilities leading to the appearance of intragranular stress concentrations. Using these simulations, we show that during plastic deformation, certain mechanisms such as cross-slip or collinear annihilation allow plastic deformation to initiate in certain regions of the grain. Meticulous observation of this dislocation microstructure has enabled us to reconsider one of the initial assumptions of our DDD simulations, the impenetrability of grain boundaries. In fact, the number of dislocations stacking up at grain boundaries is significant, and the stresses calculated at the head of these stacks are of the order of the GPa. Part of the work presented in this manuscript has therefore been dedicated to the implementation of a local rule to model the reaction mechanisms between dislocations and grain boundaries during plastic deformation. In addition, we have shown that these reaction mechanisms are responsible for a sharp decrease in kinematic strain hardening, leading to intense plastic slip in local regions of the grain. Further calculations were carried out within the framework of the discrete-continuous model (DCM), which couples crystal plasticity finite element calculations carried out on the complete polycrystalline aggregate with DDD simulations. This modeling provides a more precise description of plastic deformation mechanisms, and represents a major asset in the study of the role of interactions between grains, particularly during their plastic deformation. These simulations are also proving to be a source of information for better understanding the diffraction contrasts observed experimentally in X-ray topo-tomography

Cette thèse, portant sur le choix de localisation résidentielle des ménages, s’inscrit dans le cadre théorique de la microéconomie urbaine et de l’utilité aléatoire. Si l’approche des choix discrets reste la plus appropriée dans ce domaine, la difficulté réside dans l’adaptation de ce type de modèles au contexte spatial (autocorrélation spatiale, grand nombre d’alternatives de choix) d’une part, et dans la manière de définir l’échelle de désagrégation d’autre part. Pour ce faire, nous avons procédé en deux temps. Nous avons estimé un logit multinomial avec un échantillon aléatoire d’alternatives pour comprendre le processus de choix de localisation résidentielle, avant de tester l’apport d’une structure hiérarchique pour traiter les problèmes d’autocorrélation spatiale. Cela a aussi permis l’investigation d’une nouvelle méthode de correction des biais liés à l’échantillonnage d’alternatives dans le cas du modèle logit emboîté. En termes de résultats, nous avons montré que la qualité de l’environnement social est le facteur le plus déterminant, sans remettre en cause le poids toujours important de l’accessibilité à l’emploi. Au plan méthodologique, nous avons été en mesure de tester l’apport de l’utilisation d’un modèle logit emboîté pour analyser les choix de localisation de l’aire urbaine de Lyon. Cependant, nous n’avons pas pu dépasser la difficulté de séparer l’autocorrélation spatiale et entre les nids. Le calage du modèle de choix de localisation en 1999 et en 2007 a aussi permis de donner des éléments de réponse sur la transférabilité temporelle des modèles de choix de localisation et de questionner, dans les travaux futurs, le pouvoir prédictif d’un modèle de choix de localisation
This thesis, focusing on the choice of residential location, is based on the theoretical framework of urban micro-economy and random utility. Though discrete choice modelling is the most appropriate in this field, the difficulty lies in choosing the appropriate model to the spatial context of residential location choice (spatial autocorrelation, large number of alternatives), on the one hand, and in the way of defining the spatial scale, on the other hand. For this purpose, we proceeded in two stages. We estimated a multinomial logit with random sampling of alternatives to understand the process of residential location choice before taking into account the spatial autocorrelation, and estimating a nested logit model. It also allowed to investigate the feasibility of applying a new method to correct biases of sampling alternatives in the case of nested logit model. In terms of results, we have shown that social environment are the most important determinants of residential location choice. Though job accessibility still weigh on household choice decision. In terms of methodology, we were able to test the feasibility of estimating a nested logit model with sampling of alternatives to analyze the choice of location of Lyon urban area. However, we could not overcome the difficulty of distinguishing spatial autocorrelation from nesting. The use of 1999 and 2007 databases to model residential location choice also helped to provide answers on the temporal transferability of location choice models and discuss in future work the predictive power of a location choice model

L’objectif de la thèse est de proposer une modélisation des comportements résidentiels des ménages : le choix de changement de résidence (ou de déménagement) et le choix d’une nouvelle localisation. Ce type de modèles vise à prévoir la probabilité qu’un ménage change de résidence et son choix en matière de nouvelle localisation, en fonction d’un certain nombre de variables explicatives. Dans notre cas, la modélisation est fondée sur la théorie des choix discrets (approche de l’utilité aléatoire). La recherche s’appuie sur le cas lyonnais, le modèle étant construit sur l’aire urbaine de Lyon, sur des données de l’année 1999. En termes de résultats, du côté de la mobilité résidentielle, il faut retenir que les variables qui expliquent la variation du degré de mobilité (du taux de déménagement) des ménages sont l’âge de la personne de référence du ménage, le nombre d’enfants et le statut d’occupation du logement. En ce qui concerne la localisation des ménages, les préférences des ménages pour une zone ou autre sont liées aux caractéristiques de celles-ci et notamment à l’accessibilité aux différentes opportunités et services, ce qui confirme que parmi les facteurs qui influencent le comportement de localisation des ménages on retrouve les accessibilités, et donc, l’hypothèse de l’existence d’un lien entre transports et urbanisme. On a également trouvé que les caractéristiques des ménages comme l’âge de la personne de référence, le revenu ou le nombre de personnes ont une influence sur leurs choix de localisation. L’étude et les résultats des modèles suggèrent que des améliorations et nouvelles pistes de recherche sont possibles. Ainsi, du côté de la mobilité résidentielle, il pourrait y avoir d’autres variables qui motivent les ménages à changer de logement, comme des caractéristiques des logements, de l’environnement résidentiel ou d’autres caractéristiques des ménages non observées. Il serait aussi intéressant d’estimer le modèle de localisation a un niveau géographique encore plus fin (à l’îlot). D’autres alternatives de modélisation des décisions résidentielles des ménages seraient de modéliser une structure hiérarchisée des choix, par un modèle logit hiérarchique ou emboîté, ou bien de modéliser la trajectoire de vie, avec ses composantes familiale, résidentielle et professionnelle, qui sont en interdépendance (à condition de la disponibilité des données nécessaires)
The objective of the thesis is to propose a modeling of the residential behaviors of the households: the choice of change of residence (or removal), and the choice of the new location. This type of models aims at envisaging the probability that a household changes residence and its choice of new location, according to a certain number of explanatory variables. In our case, modeling is founded on the discrete choice theory (random utility approach). Research is based on the Lyons case, the model being built on the urban area of Lyon, on data of the year 1999. In terms of results, side of residential mobility, it should be retained that the variables which explain the variation of the degree of mobility (of the rate of removal) of the households are the age of head, the number of children and the statute of occupation of housing. With regard to the households location, the preferences of the households for a zone are related on the characteristics of those and particularly to accessibility on various opportunities and services, which confirms that among the factors which influence the location behavior of the households one finds accessibilities, and thus, the assumption of the existence of a relation between transport and land use. It was also found that the characteristics of the households like age of head, income or household size have an influence on their location choices. The study and the results of the models suggest that improvements and new directions of research are possible. Thus, on the side of residential mobility, there could be other variables which justify the housing change, like characteristics of the residence, residential environment or other characteristics of the households not observed. It would be also interesting to estimate the location model at a finer geographical level (îlot). Other alternatives of modeling of the residential decisions of the households would be to model a hierarchical structure of the choices, by a hierarchical or nested logit, or to model the life cycle, whit its components family, residential and professional, which are in interdependence (in condition of availability of necessary data)

Cette thèse, réalisée dans le cadre d'une convention CIFRE entre ACTIA et le LAAS/CNRS, porte sur la détection et le diagnostic de défaillances fugitives dans les systèmes embarqués, avec une application dans le domaine automobile. Les méthodes proposées sont basées sur un modèle à événements discrets représentant le comportement observable du système surveillé en fonctionnement normal. L'étape de détection consiste à comparer la séquence d'événements observables émis par le système surveillé et la séquence d'événements attendus par le modèle. L'étape de localisation donne l'ensemble des événements potentiellement responsables des défauts observés. Cette étape se base sur l'approche "diagnostiqueur" développée par (Sampath et al. , 1998), dont le principe repose sur la compilation hors-ligne de l'information de diagnostic dans une structure de données (appelé diagnostiqueur) qui relie efficacement les observations aux fautes lors du diagnostic en ligne. Cette thèse a abouti au développement de plusieurs applications permettant le diagnostic de défauts fugitifs et intermittents. Les travaux ont été validés sur un banc de test représentant une architecture réseau utilisée dans les véhicules de transports urbains (bus, métro. . . )
This thesis deals with the diagnosis of behavior functions in the embedded network systems and especially in the automotive systems. It is focused on the localization of intermittent faults in discrete events systems. The proposed methods are based on a discrete events model representing the normal functioning of the observable behavior of the monitored system. The detection step consists of a comparison between the flow of observable events emitted by the monitored system and the flow foreseen by the model. A localization mechanism, based on the diagnoser approach (Sampath et al. , 1998), points out the set of events potentially responsible for the faults. The aim of this approach is to get the diagnosis information into a data structure (off-line) which efficiently joins the observations with the faults during the on-line diagnosis. This thesis have lead to the building of many applications for the intermittent fault diagnosis. This works have been validated on a test bench representing the network used in the city transports (bus, subways. . . )

La présente thèse de doctorat a pour objectif d'examiner la place et l'importance de l'accessibilité dans les modèles de choix de localisation des ménages et des entreprises. Ces modèles sont deux éléments clés de la conception et la construction des modèles d'interaction transport – usages du sol. Il s’agit, plus précisément, d’analyser l’effet de divers choix méthodologiques d’un point de vue théorique et empirique afin de donner des réponses à des interrogations tout aussi théoriques, méthodologiques, empiriques et politiques. Pour y répondre, quatre articles de recherche constituent le travail principal de la thèse. Les quatre travaux produits ont pour objet l’étude de l’aire urbaine lyonnaise et utilisant des modèles de choix discrets pour expliquer les choix de localisation.Dans le premier article, l’objectif est d’analyser l’effet de la mesure d’accessibilité sur les résultats du modèle de choix de localisation résidentielle. Alors que l'accessibilité a toujours été importante au niveau théorique, certains travaux relativisent son importance au niveau empirique, considérant que d'autres attribues de localisation sont plus influentes. Cet article analyse si différentes méthodes de mesure de l'accessibilité peuvent conduire à des résultats divergents. La conclusion principale estque l'accessibilité est une variable indispensable pour les modèles de choix localisation résidentielle et ce quelle que soit la mesure. Sans la variable de l’accessibilité, le modèle donne des résultats incohérents.Dans le deuxième article, l’objectif est d’analyser les différences de préférences en matière d’accessibilité entre les entreprises nouvellement créées et les entreprises qui se relocalisent. L'accessibilité est l'un des facteurs les plus importants du choix de localisation d’une entreprise. Cependant, même si cela semble intuitif, les travaux analysant les différences entre les créations et les relocalisations sont peu nombreux. En utilisant des données pour huit secteurs d’activités économiques et en confrontant les créations aux relocalisations, les résultats démontrent que l’effet de l’accessibilité diffère d’un secteur économique à l’autre. Cette différence dépend du type d’activité économique du secteur mais aussi du type d’accessibilité.Dans le troisième article, l’objectif est d’évaluer la différence d’impact de l’accessibilité sur les choix de localisation des entreprises du secteur des services aux entreprises. En distinguant les services entre Front Office et Back Office selon leur fonction dans un modèle de choix de localisation, les résultats démontrent que l'effet de l'accessibilité diffère d'un sous-secteur économique à l'autre. Dans le quatrième papier, l'objectif est d'analyser l'évolution temporelle des préférences en matièred'accessibilité des choix résidentiels. De plus en plus de ménages choisissent d’acheter une résidence en banlieue, profitant ainsi de l’augmentation de l’accessibilité. En opposition, les jeunes ménages, appelés aussi «millennials», choisissent de louer dans les zones centrales. Distinguant les locataires des propriétaires, l'analyse des élasticités de périodes 1999, 2006 et 2013 confirme l'intuition initiale qui est que les locataires sont plus sensibles à l'accessibilité à l'emploi. Plus important encore, lapréférence des locataires évolue et croit au cours de la période analysée, alors que celle des propriétaires évolue de façon inverse. Nous suggérons aux planificateurs et aux concepteurs de modèles d’intégrer la dynamique temporelle dans leurs modèles afin d'anticiper au mieux les tendances futures
This PhD thesis has as objective to examine the place and the importance of accessibility in location choice models of households and firms, two key construction elements of Land-Use Transport Interaction models. More specifically, the aim is to analyse the effect of various methodological choices from a theoretical and empirical point of view in order to give some answers to theoretical, methodological, empirical and policy issues. Having as a case study the urban area of Lyon and using discrete models to explain the location choices of households and firms, four research papers comprise the main work of this dissertation.In the first paper, the objective was to analyse the effect of the accessibility measure on the results of residential location choice model. While accessibility has always been important at theoretical level, at empirical level, some works questioned its importance, considering other location characteristics as more influential. This paper examines whether different accessibility measurement methods can lead to divergent results. The conclusion is that accessibility is an indispensable variable for residential location choice models and the conclusion remains the same whatever is the measure. Without accessibility, the model gives inconsistent results. Complex accessibility measures give better results, especially for predictions, but simple measures are also relevant for residential location choices modelling.In the second paper, the objective was to analyse the differences of accessibility preferences between new and relocating firms. Accessibility is one of the most important attributes of a location choice of an economic establishment. However, even if it seems intuitive, works analysing any differences between creations and relocations are scarce. Using data from eighteconomic sectors and comparing creations to relocations, the results demonstrate that the effect of accessibility differs between in the same economic sector.In the third paper, the objective was to evaluate the difference of the accessibility impact on the location choices of firms of the business services sector. Distinguishing between Front Office and Back Office business services in a location choice model, the results demonstrate that the effect of accessibility differs between economic subsectors.In the fourth paper, the objective was to analyse the temporal evolution of the preferences for accessibility for residential choices. More and more people choose to buy a residence at the suburbs taking advantage of the accessibility increase. At the same time, young households, the so called millennials, choose to rent in central areas. Distinguishing between renters andowners, the analysis of the elasticities for 1999, 2006 and 2013 confirm the initial intuition. Renters were always more sensitive to accessibility to employment. More importantly, renters show an increasing preference for accessibility during the analysis period, while the owners the opposite. We suggest that planners and model developers should integrate temporal dynamics into their models in order to anticipate better future tendencies

L'equation de schrodinger non lineaire (nls) apparait generiquement dans l'etude des phenomenes de vibration et de propagation a enveloppes lentement variables. Mais c'est seulement lorsque cette equation est couplee au probleme spectral de zakharov shabat (zs) associe que l'on peut calculer la valeur de certains parametres importants (energie et nombre des solutions localisees) qui sinon resteraient libres. Dans ce travail, on etend les possibilites d'application de cette idee en developpant la theorie qui permet de prendre en compte des conditions asymptotiques non nulles mais symetriques sur le champ non lineaire. De plus le terme de couplage est donne sous deux formes differentes et pour chaque cas on deduit les conditions aux bords naturelles pour zs. Ensuite on utilise le caractere generique de nls pour obtenir, dans l'approximation du continu, un modele de diffusion de la lumiere par une chaine diatomique qui utilisent les resultats precedents. Enfin, on etudie la mobilite des modes localises intrinseques, toujours dans les chaines atomiques, mais cette fois-ci avec une version discrete de nls. On montre en particulier que les modes mobiles existent toujours dans le modele de fermi pasta ulam

Considérer une économie à plusieurs pays ou régions peut conduire à examiner la concentration spatiale. Par ailleurs, décomposer l'activité en secteurs peut amener à étudier la spécialisation. La thèse porte à la fois sur la concentration spatiale des activités économiques et sur la spécialisation des territoires. Deux approches sont suivies, l'une théorique et l'autre empirique. D'une part, nous développons des modèles de nouvelle économie géographique. Le modèle le plus complet est un modèle à deux pays, chacun formé de deux régions, et à plusieurs secteurs à rendements d'échelle croissants. Nous déterminons l'évolution, durant une expérience d'intégration économique, de la concentration spatiale de chaque secteur à l'intérieur de la zone d'intégration et à l'intérieur de l'un ou l'autre pays, ainsi que l'évolution du degré de spécialisation de chaque pays et de chaque région. D'autre part, nous estimons les coefficients de modèles économétriques de choix de localisation, cela pour les choix des producteurs. Nous faisons apparaître les effets que la concentration spatiale et le degré de spécialisation ont sur ces choix. Est envisagé le cas de la France à la fin des années 1990. Nous montrons que les producteurs d'un secteur préfèrent les régions à l'intérieur desquelles l'activité tous secteurs confondus est très concentrée, les régions à l'intérieur desquelles le secteur est peu concentré ou les régions très spécialisées. En outre, nous établissons que les producteurs sont attirés dans les zones d'emploi ayant un haut degré de spécialisation.

La programmation par contraintes rencontre depuis le milieu des ann´es 90 un certain succès dans la résolution d'applications combinatoires complexes. Son extension aux contraintes d'intervalles est une approche prometteuse pour traiter des contraintes non-linéaires. La résolution de systèmes hybrides discrets-continus est pour autant restée essentiellement inexplorée. Cette thèse exploite un modèle hybride pour s'attaquer a une application en permettant d'éviter la discrétisation du problème. Les deux problèmes traités sont les suivants : 1. Contraintes globales continues : la définition de contraintes globales a permis d'améliorer substantiellement l'expressivité et l'efficacité des solveurs de contraintes discrets. Nous spécifions ici une première contrainte globale dans un solveur continu. Elle maintient des contraintes de distance euclidienne entre n points par un algorithme géométrique. 2. Résolution d'une application hybride discrète-continue : l'aide au déploiement d'antennes radio est un métissage du problèmes d'allocation de fréquences radio et d'un problème d'analyse de localisation. Nous utilisons notre contrainte globale de distance euclidienne pour obtenir une résolution hybride discrète-continue efficace de ce problème.

L'objectif de la thèse est de proposer une modélisation des comportements résidentiels des ménages : le choix de changement de résidence (ou de déménagement) et le choix d'une nouvelle localisation. Ce type de modèles vise à prévoir la probabilité qu'un ménage change de résidence et son choix en matière de nouvelle localisation, en fonction d'un certain nombre de variables explicatives. Dans notre cas, la modélisation est fondée sur la théorie des choix discrets (approche de l'utilité aléatoire). La recherche s'appuie sur le cas lyonnais, le modèle étant construit sur l'aire urbaine de Lyon, sur des données de l'année 1999.
En termes de résultats, du côté de la mobilité résidentielle, il faut retenir que les variables qui expliquent la variation du degré de mobilité (du taux de déménagement) des ménages sont l'âge de la personne de référence du ménage, le nombre d'enfants et le statut d'occupation du logement. En ce qui concerne la localisation des ménages, les préférences des ménages pour une zone ou autre sont liées aux caractéristiques de celles-ci et notamment à l'accessibilité aux différentes opportunités et services, ce qui confirme que parmi les facteurs qui influencent le comportement de localisation des ménages on retrouve les accessibilités, et donc, l'hypothèse de l'existence d'un lien entre transports et urbanisme. On a également trouvé que les caractéristiques des ménages comme l'âge de la personne de référence, le revenu ou le nombre de personnes ont une influence sur leurs choix de localisation.
L'étude et les résultats des modèles suggèrent que des améliorations et nouvelles pistes de recherche sont possibles. Ainsi, du côté de la mobilité résidentielle, il pourrait y avoir d'autres variables qui motivent les ménages à changer de logement, comme des caractéristiques des logements, de l'environnement résidentiel ou d'autres caractéristiques des ménages non observées. Il serait aussi intéressant d'estimer le modèle de localisation a un niveau géographique encore plus fin (à l'îlot). D'autres alternatives de modélisation des décisions résidentielles des ménages seraient de modéliser une structure hiérarchisée des choix, par un modèle logit hiérarchique ou emboîté, ou bien de modéliser la trajectoire de vie, avec ses composantes familiale, résidentielle et professionnelle, qui sont en interdépendance (à condition de la disponibilité des données nécessaires).

La compréhension des propriétés structurales et mécaniques des assemblages granulaires reste un problème ouvert. La modélisation numérique de ces milieux par Dynamique Moléculaire permet de répondre à certaines interrogations. Tout d'abord, nous étudions les effets des paramètres de mélange sur le degré d'ordre et la distribution des contraintes dans ces arrangements de grains. Ensuite, nous nous intéressons aux propriétés acoustiques de ces milieux, très nonlinéaires comparées aux solides élastiques continus; nos simulations servent à clarifier les déficiences de la Théorie de Milieu Effectif, qui rend partiellement compte de la dépendance en pression des modules élastiques, et elles montrent que la relaxation des grains après une déformation infinitésimale est une composante essentielle du module de cisaillement. Il y a donc un besoin pour une formulation alternative et l'approche traditionnelle élasto-plastique a été remise en cause par des nouveaux modèles. Si l'expérience numérique menée de mesure de la fonction réponse (champ de contrainte généré par une force ponctuelle) montre une remise à l'échelle élastique, elle rend également compte de phénomènes importants de relaxation. Les mécanismes de déformation des matériaux granulaires ont aussi été étudiés en simulant des essais biaxiaux; ils reproduisent qualitativement les données mécaniques classiques (pic de contrainte, transition compaction/dilatance) et aussi la localisation de la déformation; à faible pression, les rotations de grains accommodent la déformation tandis qu'à forte pression, la mobilisation du frottement est plus marquée. Enfin, nous proposons un modèle probabilistique d'endommagement de roches granulaires qui prédit une dépendance de l'endommagement avec à la fois l'hétérogénéité de cimentation et la taille d'échantillon. Ces prédictions sont confirmées par des simulations qui permettent également de mettre en évidence deux régimes d'endommagement successifs, diffus puis concentré en amas.

In this thesis, by being motivated from the challenges in perinatal networks, we address design, evaluation and flow control of a stochastic healthcare network where there exist multiple levels of hospitals and different types of patients. Patients are supposed urgent; thus they can be rejected and overflow to another facility in the same network if no service capacity is available at their arrival. Rejection of patients due to the lack of service capacity is the common phenomenon in overflow networks. We approach the problem from both strategic and operational perspectives. In strategic part, we address a location & capacity planning problem for adjusting the network to better meet demographic changes. In operational part, we study the optimal patient admission control policies to increase flexibility in allocation of resources and improve the control of patient flow in the network. Finally, in order to evaluate the performance of the network, we develop new approximation methodologies that estimate the rejection probabilities in each hospital for each arriving patient group, thus the overflow probabilities among hospitals. Furthermore, an agent-based discrete-event simulation model is constructed to adequately represent our main applicationarea: Nord Hauts-de-Seine Perinatal Network. The simulation model is used to evaluate the performance of the complex network and more importantly evaluate the strength of the optimal results of our analytical models. The developed methodologies in this thesis are combined in a decision support tool, foreseen under the project "COVER", which aims to assist health system managers to effectively plan strategic and operational decisions of a healthcare network and evaluate the performance of their decisions.

La programmation linéaire en nombres entiers est une approche robuste qui permet de résoudre rapidement de grandes instances de problèmes d'optimisation discrète. Toutefois, les problèmes gagnent constamment en complexité et imposent parfois de fortes limites sur le temps de calcul. Il devient alors nécessaire de développer des méthodes spécialisées afin de résoudre approximativement ces problèmes, tout en calculant des bornes sur leurs valeurs optimales afin de prouver la qualité des solutions obtenues. Nous proposons d'explorer une approche de reformulation en nombres entiers guidée par la relaxation lagrangienne. Après l'identification d'une forte relaxation lagrangienne, un processus systématique permet d'obtenir une seconde formulation en nombres entiers. Cette reformulation, plus compacte que celle de Dantzig et Wolfe, comporte exactement les mêmes solutions entières que la formulation initiale, mais en améliore la borne linéaire: elle devient égale à la borne lagrangienne. L'approche de reformulation permet d'unifier et de généraliser des formulations et des méthodes de borne connues. De plus, elle offre une manière simple d'obtenir des reformulations de moins grandes tailles en contrepartie de bornes plus faibles. Ces reformulations demeurent de grandes tailles. C'est pourquoi nous décrivons aussi des méthodes spécialisées pour en résoudre les relaxations linéaires. Finalement, nous appliquons l'approche de reformulation à deux problèmes de localisation. Cela nous mène à de nouvelles formulations pour ces problèmes; certaines sont de très grandes tailles, mais nos méthodes de résolution spécialisées les rendent pratiques.
Integer linear programming is a robust and efficient approach to solve large-scale instances of combinatorial problems. However, problems constantly gain in complexity and sometimes impose strong constraints on computation times. We must then develop specialised methods to compute heuristic primal solutions to the problem and derive lower bounds on the optimal value, and thus prove the quality of our primal solutions. We propose to guide a reformulation approach for mixed integer programs with Lagrangian relaxations. After the identification of a strong relaxation, a mechanical process leads to a second integer formulation. This reformulation is equivalent to the initial one, but its linear relaxation is equivalent to the strong Lagrangian dual. We will show that the reformulation approach unifies and generalises prior formulations and lower bounding approaches, and that it exposes a simple mechanism to reduce the size of reformulations in return for weaker bounds. Nevertheless, our reformulations are large. We address this issue by solving their linear relaxations with specialised methods. Finally, we apply the reformulation approach to two location problems. This yields novel formulations for both problems; some are very large but, thanks to the aforementioned specialised methods, still practical.

Les matériaux cellulaires telles que les mousses polymériques sont souvent employés dans des applications de protection et de sécurité passive grâce à leur grande capacité spécifique d'absorption d'énergie et leur facilité de mise en oeuvre. Afin d'optimiser l'utilisation de ces matériaux, il est nécessaire de fournir des données fiables aux codes de calculs numériques pour simuler le comportement de ces matériaux notamment dans des conditions de crash. Il est donc indispensable de caractériser expérimentalement le comportement de ces matériaux au plus proche des conditions réelles qu'ils peuvent subir, tel que des chargement de type impact, à commencer par ceux que l'on peut reproduire objectivement en laboratoire. Ainsi, une barre d'Hopkinson viscoélastique de compression a été développée pour atteindre des grandes vitesses de déformation (de 1000 à 3000 s^(-1), et une roue à grande inertie pour des chargement à des vitesses de déformation moindres (de 100 à 500 s^(-1) . L'emploie de ces dispositifs a permis de montrer la sensibilité de ces matériaux à la vitesse de déformation et à la densité sur leur phase de comportement plateau. Puis, ces mêmes essais réalisés dans de l'eau ont mis en évidence l'importance que prend le gaz contenu dans les cellules lors de sollicitations de compression dynamiques. Enfin, une modélisation par éléments discrets a été mise en oeuvre afin de modéliser le comportement de ces matériaux à l'échelle microscopique. Cette approche "discrète" a permis de mieux appréhender les phénomènes qui régissent le comportement de ces matériaux lors de leur compression. Les premiers résultats issus de ces simulations ont mis en évidence les principaux mécanismes responsable de la localisation des déformation lors de leur compression et ont permis d'identifier qualitativement le rôle de la microstructure sur le comportement de ces matériaux.