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Dissertations / Theses on the topic 'Optimisation réseaux'
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1
Touré, Sellé. "Optimisation des réseaux : réseau actif et flexible." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT095/document.
Full textAbstract:
Le Système Électrique est soumis ces dernières années à plusieurs évolutions, depuis la dérégulationdu marché d'énergie à l'intégration de plus en plus importante de Générateurs Dispersés (GED). Ainsi,dans le cadre du concept de Smart Grid, les nouvelles technologies de l'information et de lacommunication (NTIC) offrent de nouvelles perspectives pour la gestion et l'exploitation des réseauxde distribution.Dans ce contexte, de nouveaux outils sont étudiés. Encore appelés Fonctions Avancéesd’Automatisation (FAA), le but principal de ces outils est d’utiliser tous les composants du réseau dedistribution de manière coordonnée en vue de les rendre plus actifs, flexibles et d’augmenter leurefficacité opérationnelle. Dans notre cas, nous avons étudié les fonctions associées à la reconfigurationen régime normal, du réglage de la tension et l’hybridation de ces deux derniers, tout en tenant comptede la présence des GED. En partant du comportement physique inhérent aux composants du réseau,plusieurs modèles ont été proposés. Certains sont tirés de la théorie des graphes et d’autres sur l’outilpuissant de la reformulation mathématique pour « convexifier » nos modèles. Cette modélisationadoptée répond à la fois à la nécessité de prendre en compte tous les moyens de réglages qui peuventêtre discrets (prises des transformateurs avec régleurs en charge ou des gradins de condensateurs),binaires (état de connectivité des composants) et continues (puissance réactive de la DG) et par lechoix des outils et des algorithmes d'optimisation mixte. En effet, la complexité de ces problèmes sonttelles que nous avons exploré à la fois des algorithmes méta-heuristiques (ACF : Algorithme desColonies de Fourmis) que déterministes (Décomposition de Benders Généralisée, Algorithme duBranch and Cut)The Electric Power System is undergoing a lot of evolutions in recent years, including the energymarket deregulation and the increasing integration of Dispersed Generators (DG). Therefore, withinthe framework of Smart Grid concept, the New Information and Communication Technologies (NICT)provide new perspectives to manage and operate distribution networks.In this context, new tools, called Advanced Distribution Automation functions (ADA, are beingstudied). The main objective of these tools is to use all the distribution network components in acoordinated manner to make them more active and flexible, in addition to increasing their operationalefficiency. In our case, we studied the functions associated with the reconfiguration problem, thevoltage control problem and the hybridization of these two, while taking into account the presence ofthe DG. Based on the inherent components of network physical models, several models have beenproposed. Some are derived from the graph theory and others use powerful mathematicalreformulation to make our models convex. The adopted models answer to the necessity of taking intoaccount all regulation means, which can be discrete (On Load Tap-Changer and capacitor banks),binary (components connectivity such as lines or transformers) and continuous (DG reactive power ),and by the choice of tools and algorithms of mixed optimization. Indeed, the complexity of theseproblems is such that we have explored both algorithms: meta-heuristic (ACA, Ant Colony Algorithm)and deterministic (Generalized Benders Decomposition, Branch and Cut Algorithm)
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Tall, Abdoulaye. "Optimisation et Auto-Optimisation dans les réseaux LTE." Thesis, Avignon, 2015. http://www.theses.fr/2015AVIG0208/document.
Full textAbstract:
Le réseau mobile d’Orange France comprend plus de 100 000 antennes 2G, 3G et 4G sur plusieurs bandes de fréquences sans compter les nombreuses femto-cells fournies aux clients pour résoudre les problèmes de couverture. Ces chiffres ne feront que s’accroître pour répondre à la demande sans cesse croissante des clients pour les données mobiles. Cela illustre le défi énorme que rencontrent les opérateurs de téléphonie mobile en général à savoir gérer un réseau aussi complexe tout en limitant les coûts d’opération pour rester compétitifs. Cette thèse s’attache à utiliser le concept SON (réseaux auto-organisants) pour réduire cette complexité en automatisant les tâches répétitives ou complexes. Plus spécifiquement, nous proposons des algorithmes d’optimisation automatique pour des scénarios liés à la densification par les small cells ou les antennes actives. Nous abordons les problèmes classiques d’équilibrage de charge mais avec un lien backhaul à capacité limitée et de coordination d’interférence que ce soit dans le domaine temporel (notamment avec le eICIC) ou le domaine fréquentiel. Nous proposons aussi des algorithmes d’activation optimale de certaines fonctionnalités lorsque cette activation n’est pas toujours bénéfique. Pour la formulation mathématique et la résolution de tous ces algorithmes, nous nous appuyons sur les résultats de l’approximation stochastique et de l’optimisation convexe. Nous proposons aussi une méthodologie systématique pour la coordination de multiples fonctionnalités SON qui seraient exécutées en parallèle. Cette méthodologie est basée sur les jeux concaves et l’optimisation convexe avec comme contraintes des inégalités matricielles linéairesThe mobile network of Orange in France comprises more than 100 000 2G, 3G and 4G antennas with severalfrequency bands, not to mention many femto-cells for deep-indoor coverage. These numbers will continue toincrease in order to address the customers’ exponentially increasing need for mobile data. This is an illustrationof the challenge faced by the mobile operators for operating such a complex network with low OperationalExpenditures (OPEX) in order to stay competitive. This thesis is about leveraging the Self-Organizing Network(SON) concept to reduce this complexity by automating repetitive or complex tasks. We specifically proposeautomatic optimization algorithms for scenarios related to network densification using either small cells orActive Antenna Systems (AASs) used for Vertical Sectorization (VeSn), Virtual Sectorization (ViSn) and multilevelbeamforming. Problems such as load balancing with limited-capacity backhaul and interference coordination eitherin time-domain (eICIC) or in frequency-domain are tackled. We also propose optimal activation algorithms forVeSn and ViSn when their activation is not always beneficial. We make use of results from stochastic approximationand convex optimization for the mathematical formulation of the problems and their solutions. We also proposea generic methodology for the coordination of multiple SON algorithms running in parallel using results fromconcave game theory and Linear Matrix Inequality (LMI)-constrained optimization
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Jabban, Ahmad. "Optimisation et analyse des résesaux intelligents et des réseaux hétérogènes." Phd thesis, INSA de Rennes, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00881045.
Full textAbstract:
Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse permet d'évaluer et d'optimiser la charge de signalisation dans les réseaux intelligents (RI) à grande échelle ainsi que d'analyser plusieurs aspects liés aux réseaux hétérogènes.L'objectif principal des RI est de faciliter l'introduction de nouveaux services en se basant sur plus de flexibilité et de nouvelles fonctionnalités. Les composants principaux d'un RI sont le point de commutation de services (SSP) et le point de commande de services (SCP). L'emplacement des équipements de réseau et la répartition du trafic peuvent jouer un rôle important dans la réduction du volume de la signalisation. Dans la première partie de la thèse, nous examinons plusieurs configurations du RI à grande échelledans le but d'analyser les effets du déplacement, de l'addition des nouveaux commutateurs SSP et de la redistribution du trafic au sein du réseau sur le nombre requis de liens de signalisation. Nous proposons un algorithme assurant la distribution optimale du trafic sur les commutateurs SSP avecle nombre minimum requis de liens de signalisation. Dans la deuxième partie de la thèse, nous analysons les différentes stratégies de sélection de réseaux dans un contexte de réseaux hétérogènes. En effet, dans la prochaine génération de réseaux sans fil et mobiles, les utilisateurs pourront se déplacer entre les réseaux hétérogènes en utilisant des terminaux équipés d'interfaces d'accès de plusieurs types. Dans ce contexte, les terminaux mobiles sont en mesure de choisir le lien d'accès le plus approprié parmi lesoptions disponibles. Dans notre travail, nous proposons une stratégie de sélection basée sur la valeur estimée de SINR (Rapport signal à interférence plus bruit) dans un système hétérogène composé de deux types de réseau : LTE et WiFi. Avec cette stratégie, les utilisateurs sélectionnent toujours leréseau présentant le SINR le plus élevé afin d'effectuer leurs communications. En se basant sur la méthode de Markov, nous analysons dans un premier temps, les performances de la stratégie de sélection basée sur le SINR en termes de probabilités de blocage de demandes d'accès aux services, de probabilités de blocage de handover vertical ou horizontal et de qualité de connexion. Nous comparons les résultats obtenus avec deux autres stratégies basées sur la puissance du signal reçu et sur la disponibilité de bande passante. Les performances sont analysées et comparées selon les modèles de mobilité 2D fluid flow et Random WayPoint qui sont largement utilisés dans l'analyse des réseaux sans fil et mobiles. Finalement, nous analysons les influences de l'allocation de ressources du réseau LTE aux services Multicast et Unicast sur les performances du système.
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Boix, Marianne. "Optimisation multicritère de réseaux d'eau." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0078/document.
Full textAbstract:
Cette étude concerne l’optimisation multiobjectif de réseaux d’eau industriels via des techniques de programmation mathématique. Dans ce travail, un large éventail de cas est traité afin de proposer des solutions aux problèmes de réseaux les plus variés. Ainsi, les réseaux d’eau monopolluants sont abordés grâce à une programmation mathématique linéaire (MILP). Cette méthode est ensuite utilisée dans le cadre d’une prise en compte simultanée des réseaux d’eau et de chaleur. Lorsque le réseau fait intervenir plusieurs polluants, le problème doit être programmé de façon non linéaire (MINLP). L’optimisation multicritère de chaque réseau est basée sur la stratégie epsilon-contrainte développée à partir d’une méthode lexicographique. L’optimisation multiobjectif suivie d’une réflexion d’aide à la décision a permis d’améliorer les résultats antérieurs proposés dans la littérature de 2 à 10% en termes de consommation de coût et de 7 à 15% en ce qui concerne la dépense énergétique. Cette méthodologie est étendue à l’optimisation de parcs éco-industriels et permet ainsi d’opter pour une solution écologique et économique parmi un ensemble de configurations proposéesThis study presents a multiobjective optimization of industrial water networks through mathematical programming procedures. A large range of various examples are processed to propose several feasible solutions. An industrial network is composed of fixed numbers of process units and regenerations and contaminants. These units are characterized by a priori defined values: maximal inlet and outlet contaminant concentrations. The aim is both to determine which water flows circulate between units and to allocate them while several objectives are optimized. Fresh water flow-rate (F1), regenerated water flow-rate (F2),interconnexions number (F3), energy consumption (F4) and the number of heat exchangers (F5) are all minimized. This multiobjective optimization is based upon the epsilon-constraint strategy, which is developed from a lexicographic method that leads to Pareto fronts. Monocontaminant networks are addressed with a mixed linear mathematical programming (Mixed Integer Linear Programming, MILP) model, using an original formulation based on partial water flow-rates. The obtained results we obtained are in good agreement with the literature data and lead to the validation of the method. The set of potential network solutions is provided in the form of a Pareto front. An innovative strategy based on the GEC (global equivalent cost) leads to the choice of one network among these solutions and turns out to be more efficient for choosing a good network according to a practical point of view. If the industrial network deals with several contaminants, the formulation changes from MILP into MINLP (Mixed Integer Non Linear Programming). Thanks to the same strategy used for the monocontaminant problem, the networks obtained are topologically simpler than literature data and have the advantage of not involving very low flow-rates. A MILP model is performed in order to optimize heat and water networks. Among several examples, a real case of a paper mill plant is studied. This work leads to a significant improvement of previous solutions between 2 to 10% and 7 to 15% for cost and energy consumptions respectively. The methodology is then extended to the optimization of eco-industrial parks. Several configurations are studied regarding the place of regeneration units in the symbiosis. The best network is obtained when the regeneration is owned by each industry of the park and allows again of about 13% for each company. Finally, when heat is combined to water in the network of the ecopark, a gain of 11% is obtained compared to the case where the companies are considered individually
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Ben, Ameur Walid. "Sécurisation et optimisation de réseaux." Paris, ENST, 2000. http://www.theses.fr/2000ENST0005.
Full textAbstract:
Optimiser un réseau revient en général à le construire ou à le mettre à niveau afin de rendre certains services avec des qualités données, tout en minimisant les couts (installation, gestion etc. ) Ou (et) en maximisant les revenus générés. La continuité du service et la capacité du réseau à faire face aux pannes pouvant affecté ses entités, sont des propriétés essentielles pour un grand operateur. La thèse présentée dans ce document a donc pour cadre le monde des télécommunications, ses réseaux et leur optimisation. Elle a pour objectif d'illustrer ce que la théorie des graphes, les probabilités élémentaires et la recherche opérationnelle peuvent apporter aux problèmes d'optimisation et de sécurisation des réseaux de télécommunications. En faisant abstraction de la grande complexité des réseaux de telecommunication, on peut résumer l'optimisation de réseaux sécurises en trois points interdépendants : la détermination de la topologie du réseau, le dimensionnement de ses ressources et le routage des demandes de trafic. Pour étudier ces trois points, nous avons tout d'abord été amenés a réaliser un travail portant sur les graphes qui a permis de démontrer plusieurs nouveaux résultats théoriques ayant des applications immédiates pour la modélisation des topologies des réseaux sécurises. Ensuite, nous nous sommes intéresses a plusieurs problèmes de dimensionnement en fonction des algorithmes de routage et des réseaux étudies (ip, atm etc. ). Plusieurs problèmes d'optimisation ont ainsi été résolus partiellement ou complètement dans cette thèse.
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Chanas, Pascal. "Réseaux ATM : Conception et optimisation." Grenoble 1, 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10113.
Full textAbstract:
L'evolution des besoins en telecommunications (sporadicite des trafics, augmentation des debits requis) ont conduit les operateurs a developper de nouvelles technologies pour la transmission de l'information. Une des technologies retenues pour les futurs reseaux est atm. Nous proposons dans cette these une presentation des reseaux de telecommunications et d'atm. Le but principal de ce travail est de donner quelques elements de reponse aux questions : quelle est la difference entre concevoir un reseau atm et un autre type de reseau ? quels sont les problemes d'optimisation combinatoire a resoudre ? sur cette base, nous discutons des problemes a resoudre lors de la conception des reseaux atm. Nous traitons un probleme de mono-routage et un probleme de conception de reseaux de diametre minimum. Le probleme de mono-routage est un probleme de recherche de chemins arc-disjoints dont nous montrons la np-difficulte. Nous prouvons quelques resultats nouveaux sur la complexite de ces problemes dans les graphes symetriques. Nous proposons quelques heuristiques pour approcher ces problemes ainsi qu'une evaluation theorique et empirique de leur qualite. Nous presentons ensuite un probleme de conception de reseaux de diametre minimum applique aux reseaux atm. Nous etudions la complexite de ce nouveau probleme de l'optimisation combinatoire et nous proposons quelques resultats dans des cas particuliers. Enfin, nous etudions la structure des reseaux existants afin de fournir une solution pertinente au probleme general. Le dernier chapitre est consacre a une proposition de modele pour la conception et l'optimisation des reseaux atm prenant en compte des criteres de qualite de service.
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Rachdi, Mohamed Anouar. "Optimisation des ressources de réseaux hétérogènes avec coeur de réseau MPLS." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00146229.
Full textAbstract:
La qualité de service (QoS), liée au partage des ressources, prend tout son sens dans le cadre des réseaux multimédias. L'intégration de celle-ci dans les protocoles de routage, nécessite la prise en compte des phénomènes de congestion. Cela a favorisé l'apparition du protocole MPLS (Multi Protocol Label Switching). Cette nouvelle technologie, grâce à son routage par LSP (Label Swithed Path), permet une gestion plus fine des ressources disponibles dans le réseau. Nous traitons en première partie de ce travail le problème du routage des LSPs dans les réseaux IP/MPLS. Nous en formulons une modélisation originale qui tient compte de la QoS. Nous proposons aussi une heuristique de résolution (ILSP-OLS-ACO) qui gère un grand nombre de contraintes opérationnelles, tels que la bande passante, les contraintes d'affinités ou de sécurité sur les LSPs. Celle-ci fournit des solutions quasi-optimales tout en permettant le passage à l'échelle (grands réseaux, milliers de LSPs). La deuxième partie de notre travail concerne la conception optimale de topologie d'accès. L'originalité de l'approche réside dans le fait de prendre en compte le trafic générés par les clients ainsi que les coûts des équipements. Nous élaborons une modélisation basée sur la programmation linéaire en nombres entiers. Nous proposons pour la résoudre une méthode exacte basée sur des techniques de « Branch and Cut ». Nous proposons aussi une heuristique combinant une technique de « clustering » et une technique de recherche locale, qui permet d'obtenir très rapidement des solutions quasi-optimales.
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Klopfenstein, Olivier. "Optimisation robuste des réseaux de télécommunications." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00321868.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la prise en compte de données incertaines dans les problèmes d'optimisation. On se concentre sur la programmation mathématique sous contraintes probabilistes, dont le but est de trouver la meilleure solution qui sera réalisable avec une probabilité minimale garantie. Par ailleurs, on s'intéresse à la prise en compte de variables de décisions entières, qui sont souvent requises en pratique.Pour résoudre de tels problèmes combinatoires sous contraintes probabilistes, on s'appuie d'abord sur l'optimisation robuste. Les liens théoriques entre ces deux familles de méthodes sont mis en évidence. A partir de modèles robustes appropriés, des algorithmes de résolution heuristique sont définis. On s'intéresse ensuite à la résolution optimale de problèmes combinatoires sous contraintes probabilistes. Des tests numériques illustrent les méthodes présentées et montrent leur efficacité pratique. Enfin, deux applications au domaine des télécommunications sont développées. Elles concernent toutes deux la localisation de fonctions dans un réseau.
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Paquet, Marc. "Optimisation de l'ingénierie de réseaux manufacturiers." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24363/24363.pdf.
Full text
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Vallet, Josselin. "Optimisation dynamique de réseaux IP/MPLS." Thesis, Toulouse, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAT0006/document.
Full textAbstract:
La forte variabilité des trafics est devenue l'un des problèmes majeurs auxquels doivent faire face les gestionnaires d'infrastructures réseau. Dans ces conditions, l'optimisation du routage des flux en se basant uniquement sur une matrice de trafic moyenne estimée en heure de pointe n'est plus pertinente. Les travaux conduits dans cette thèse visent la conception de méthodes d'optimisation dynamiques du routage, adaptant en temps réel les routes utilisées par les flux aux conditions de trafic dans le réseau.Nous étudions tout d'abord le problème d'optimisation des poids OSPF pour le routage intra-domaine dans les réseaux IP, où le trafic est routé le long de plus courts chemins, en fonction des poids des liens. Nous proposons une approche en ligne permettant de reconfigurer dynamiquement les poids OSPF, et donc les routes utilisées, pour répondre aux variations observées du trafic et réduire ainsi le taux de congestion du réseau. L'approche proposée repose sur l'estimation robuste des demandes en trafic des flux à partir de mesures SNMP sur la charge des liens. Les résultats expérimentaux, aussi bien sur des trafics simulés que réels, montrent que le taux de congestion du réseau peut être significativement réduit par rapport à une configuration statique.Dans la même optique, nous nous intéressons également à l'optimisation des réseaux MPLS, qui permettent de gérer l'utilisation des ressources disponibles en affectant un chemin spécifique à chaque LSP. Nous proposons un algorithme inspiré de la théorie des jeux pour déterminer le placement des LSP optimisant un critère de performance non linéaire. Nous établissons la convergence de cet algorithme et obtenons des bornes sur son facteur d'approximation pour plusieurs fonctions de coût. L'intérêt principal de cette technique étant d'offrir des solutions de bonne qualité en des temps de calcul extrêmement réduits, nous étudions son utilisation pour la reconfiguration dynamique du placement des LSP.La dernière partie de cette thèse est consacrée à la conception et au développement d'une solution logicielle permettant le déploiement d'un réseau overlay auto-guérissant et auto-optimisant entre différentes plateformes de cloud computing. La solution est conçue pour ne nécessiter aucun changement des applications. En mesurant régulièrement la qualité des liens Internet entre les centres de données, elle permet de détecter rapidement la panne d'une route IP et de basculer le trafic sur un chemin de secours. Elle permet également de découvrir dynamiquement les chemins dans le réseau overlay qui optimisent une métrique de routage spécifique à l'application. Nous décrivons l'architecture et l'implémentation du système, ainsi que les expériences réalisées à la fois en émulation et sur une plateforme réelle composée de plusieurs centres de données situés dans différents paysThe high variability of traffic has become one of the major problems faced by network infrastructure managers . Under these conditions, flow route optimization based solely on an average busy hour traffic matrix is no longer relevant. The work done in this thesis aims to design dynamic routing optimization methods, adapting in real time the routes used by the flows to the actual network traffic conditions.We first study the problem of OSPF weight optimization for intra-domain routing in IP networks, where the traffic is routed along shortest paths, according to links weights. We propose an online scheme to dynamically reconfigure the OSPF weights and therefore the routes used, to respond to observed traffic variations and reduce the network congestion rate. The proposed approach is based on robust estimation of flow traffic demands from SNMP measurements on links loads. Experimental results, both on simulated and real traffic data show that the network congestion rate can be significantly reduced in comparison to a static weight configuration.On the same idea, we are also interested in optimizing MPLS networks that manage the available resource utilization by assigning a specific path for each LSP. We propose an algorithm inspired by game theory to determine the LSP placement optimizing a nonlinear performance criterion. We establish the convergence of the algorithm and obtain bounds on its approximation factor for several cost functions. As the main advantage of this technique is to offer good quality solutions in extremely reduced computation times, we are studying its use for dynamic reconfiguration of the LSP placement.The last part of this thesis is devoted to the design and development of a software solution for the deployment of a self-healing and self-optimizing network overlay between different cloud platforms. The solution is designed such that no change is required for client applications. By regularly measuring the quality of Internet links between data centers, it can quickly detect an IP route failure and switch the traffic to a backup path. It also allows to dynamically discover the paths in the overlay network that optimize a routing metric specific to the application. We describe the system architecture and implementation, as well as the experiments in both emulation and real platform composed of several data centers located in different countries
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Bertrand, Sébastien. "Optimisation de réseaux multiprotocoles avec encapsulation." Clermont-Ferrand 2, 2004. http://www.theses.fr/2004CLF21486.
Full textAbstract:
Nous étudions le problème de la conception de réseaux de télécommunications multiprotocoles tenant compte du phénomène d'encaspulation des données. Connaissant la structure en couches d'un réseau multiprotocoles et un ensemble de demandes devant être acheminées sur ce réseau, le problème de la conception de réseau consiste à choisir la capacité de chaque liaison parmi un ensemble de valeurs discrètes de telle sorte que le coût global du réseau soit le plus faible possible, tout en s'assurant que les demandes sont satisfaites. Nous scindons ce problème en deux sous-problèmes inter-dépendants : le problème de la réalisabilité d'un ensemble de capacités en regard d'un multiflot, qui peut être formulé comme un programe linéaire en variables inconnues, et le problème du dimensionnement de ces capacités, formulé comme un programme linéaire en variables bolléennes. Dans le cadre des réseaux multiprotocoles, le problème de la réalisabilité d'un ensemble de capacités en regard d'un multiflot fait intervenir la notion d'en-tête liée au phénomène d'encaspulation, ce qui rend sa résolution difficile. Nous introduisons dans cette thèse un modèle de multiflot dit non conservatif, et définissons la notion de pile de chemins. Nous étudions la complexité du problème de la recherche de piles de chemins comportant un nombre minimum de changements de protocoles dans les réseaux en couches. Nous donnons aussi un ensemble d'heuritiques pour la génération de piles de chemins de coût réduit négatif afin de résoudre le problème de réalisibilité. Le problème de dimensionnement des capacités peut être entièrement résolu de manière itérative en employant la classe des inégalités métriques. Par ailleurs, la formulation de ce problème faisant intervenir uniquement des variables booléennes, nous faisons appel à la technique dite lift-and-project due aux travaux de Lovasz et Schrijver sur le cône des matrices semi-définies positives, ainsi qu'aux travaux de Balas, Ceria, Cornuejols sur le rôle des contraintes disjonctives pour la résolution de programmes en variables booléennes. Nous étudions chacune de ces approches et donnons deux algorithmes de coupes polyédrales basés sur l'utilisation des opérateurs de projection définis par Lovasz et Schrijver d'une part, et Balas, Ceria, Cornuejols. Enfin nous donnons une méthode permettant de créer plusieurs relaxations semi-définies d'un programme linéaire en variables booléennes général, et nous appliquons une méthode au problème de dimensionnement des capacités. Des tests numériques permettent de dire que les solutions obtenues par cette méthode sont meilleures que celles obtenues par la simple relaxation linéaire de ce problème
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Rombaut, Matthieu. "Optimisation des réseaux, routage et dimensionnement." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2003. http://www.theses.fr/2003VERS0015.
Full textAbstract:
The study presented in this document proposes an industrial approach of the problem of network routing on constrained capacity. Many mathematics studies were done to define methods to design optimal backbone network, or the optimal routing plan on uncapacitated network. Those methods solve linear program or integer program. Some approximation or relaxation must be done to solve most of actual problems. Moreover, the proposed routing plans are in most of the case mono routing plan. Using shortest path algorithms make flows to use a single path, they do not allow the use of subsidiary links taht could be under utilized. We propose in this work routing methods on links of constrained capacities, the Mille Feuilles, and some evolution of the Mille Feuilles algorithm that permit limiting the number of paths. Those methods can be applied for the backbone network conception, and can be defined with several cost functions. Those methods are very close to optimal routing defined with projected gradient without limitation of the number of paths. Used with a non cumulative cost function on the path, they allow decreasing the maximal link load ratio, and increasing the network reliability to flow uncertainties and to single link failure. Moreover, we evaluate performances of several re-routing methods in case of single link failure depending of the rerouting policy applied. The link load variation and the average path lengths variation are bound depending on the re-routing. The routing and re-routing methods are not similar and a routing method adapts itself differently depending on the re-routing method. A new rerouting method is also proposed, that can be applied for any multi-routing planCette étude propose une approche industrielle du problème de routage de données sur des réseaux aux capacités contraintes. Un certain nombre d'études mathématiques ont été réalisées pour définir des plans de routage, par résolution de problèmes linéaires ou en nombres entiers. On constate alors que des approximations doivent être faites pour appliquer les méthodes mathématiques aux problèmes réels. D'autre part, les routages proposés sont pour la plupart simples (mono-routage). L'utilisation des algorithmes de plus courts chemins contraint souvent les flux sur une route unique, ils ne permettent généralement pas l'utilisation de liens annexes dont la charge est faible. Nous proposons des méthodes de routage de flux sur des liens de capacités finies, le routage Mille Feuilles, et des variantes de ce routage permettant de limiter le nombre de routes. Ces méthodes sont applicables au niveau de la conception ou de l'exploitation des réseaux. Ces méthodes d'optimisation par projections successives permettent de mettre en œuvre différentes fonctions coût, elles permettent d'approcher des solutions optimales obtenues à l'aide de méthode de gradient projeté. Associée à une métrique non cumulative sur la route, elles permettent de calculer des plans de routage multi-routes, de diminuer le taux charge du lien le plus chargé sur le réseau 'augmenter la résistance du réseau aux variations de trafic et à l'apparition d'une panne simple. D'autre part, nous évaluons les performances de plusieurs méthodes de re-routage en cas de panne simple d'un lien, en fonction des méthodes de routage appliquées. L'impact des re-routages sur le réseau est évalué, la variation de la charge des liens et la variation de la longueur moyenne des routes sont bornées. Les méthodes de routages ne sont pas équivalentes et elles s'adaptent différemment aux politiques de re-routage proposées. En outre, une nouvelle politique de re-routage applicable aux plans de routage multi-routes est introduite
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Klopfenstein, Olivier. "Optimisation robuste des réseaux de télécommunication." Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1740.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la prise en compte de données incertaines dans les problèmes d'optimisation. On se concentre sur la programmation mathématique sous contraintes probabilistes, dont le but est de trouver la meilleure solution qui sera réalisable avec une probabilité minimale garantie. Par ailleurs, on s'intéresse à la prise en compte de variables de décisions entières, qui sont souvent requises en pratique. Pour résoudre de tels problèmes combinatoires sous contraintes probabilistes, on s'appuie d'abord sur l'optimisation robuste. Les liens théoriques entre ces deux familles de méthodes sont mis en évidence. A partir de modèles robustes appropriés, des algorithmes de résolution heuristique sont définis. On s'intéresse ensuite à la résolution optimale de problèmes combinatoires sous contraintes probabilistes. Des tests numériques illustrent les méthodes présentées et montrent leur efficacité pratique. Enfin, deux applications au domaine des télécommunications sont développées. Elles concernent toutes deux la localisation de fonctions dans un réseauThis thesis deals with taking uncertain data into account in optimization problems. Our focus is on mathematical programs with chance constraints. In this approach, the goal is to find the best solution, given a unfeasibility probability tolerance. Furthermore, we concentrate on integer variables, since they are often required for practical applications. To solve such chance-constrained combinatorial problems, we first rely on robust optimization. The theoretical links between these two families of approaches are studied. Based on appropriate robust models, solution algorithms to chance-constrained combinatorial problems are designed. Then, the optimal solution of such problems is also investigated. Specific theoretical results and algorithms are given to reach optimality. Finally, two specific telecommuniation applications are developed. Both of them deal with location in a network
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Férin, Guillaume. "Optimisation de Réseaux Ultrasonores Haute Densité." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR3313.
Full text
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Sapountzis, Nikolaos. "Optimisation au niveau réseau dans le cadre des réseaux hétérogènes nouvelle génération." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0082.
Full textAbstract:
Depuis 2016, il est bien connu que les réseaux mobiles dominent nos vies. Nous utilisons nos téléphones cellulaires pour presque tout: du réseautage social au streaming, à la recherche de logement ou pour les transactions bancaires. Néanmoins, il semble que les opérateurs ne comprennent pas cette domination, puisque leurs réseaux sont constitués de nœuds qui: (i) subissent d'énormes fluctuations de charge, (ii) gaspillent leurs ressources, et (iii) sont accusés d'être tueurs d'énergie majeurs. Ces inconvénients nuisent à load-balancing, efficacité spectrale et énergétique, respectivement. L'objectif de cette dissertation est d'étudier attentivement ces gains d'efficacité et d'établir un bon “trade off” entre eux pour les futurs réseaux hétérogènes 5G mobiles. Dans cette direction, nous nous concentrons tout d'abord sur (i) l'utilisateur et la différenciation du trafic, émergeant des applications de type MTC et IoT, et (ii) du RAN. Plus précisément, nous réalisons une modélisation, une analyse de performance et une optimisation appropriées pour une famille d'objectifs, en utilisant des outils provenant principalement de l'optimisation (non) convexe, de la probabilité et de la théorie des files d'attente. Après, nous soulignons que l'optimisation des fonctionnalités RAN, suivie d'un formidable « capacity crunch », posent de sérieuses contraintes dans le réseau de backhaul en le faisant apparaître comme un goulet d'étranglement de performance. Ainsi, nous incluons (iii) dans notre cadre: des contraintes de capacité de liaison de backhaul dans des topologies génériques. Enfin, nous considérons le problème de l'allocation TDD dans les réseaux d'accès et de backhaulBy 2016, it is well-known that mobile networking has dominated our lives. We use our mobile cell phones for almost everything: from social networking to streaming, finding accommodation or banking. Nevertheless, it seems that operators have not understood yet this domination, since their networks consist of nodes that: (i) suffer from enormous load fluctuations, (ii) waste their resources, and (iii) are blamed to be a major energy-killer worldwide. Such shortcomings hurt: load-balancing, spectral and energy efficiency, respectively. The goal of this dissertation is to carefully study these efficiencies and achieve a good trade-off between them for future mobile 5G heterogeneous networks (HetNets). Towards this direction, we firstly focus on (i) the user and traffic differentiation, emerging from the MTC and IoT applications, and (ii) the RAN. Specifically, we perform appropriate modeling, performance analysis and optimization for a family of objectives, using tools mostly coming from (non) convex optimization, probability and queueing theory. Our initial consideration is on network-layer optimizations (e.g. studying the user association problem). Then, we analytically show that cross-layer optimization is key for the success of future HetNets, as one needs to jointly study other problems coming from the layers below (e.g. the TDD allocation problem from the MAC, or the cross-interference management from the PHY) to avoid performance degradation. Finally, we add the backhaul network into our framework, and consider additional constraints related to the backhaul capacity, backhaul topology, as well as the problem of backhaul TDD allocation
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REBAI, Raja. "Optimisation de réseaux de télécommunications avec sécurisation." Phd thesis, Université Paris Dauphine - Paris IX, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010841.
Full textAbstract:
La première partie de cette thèse, concerne une étude de robustesse des algorithmes de points intérieurs prédicteurs correcteurs, ainsi qu'une approche par décomposition de cette méthode pour la résolution de problè mes de multiflot. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons au Problème de Sécurisation Globale dont l'objectif est de déterminer un multiflot (qui transporte toute demande de son noeud origine à son noeud destination en respectant la loi de Kirchhoff) et l'investissement de moindre coût en capacité s nominale et de réserve qui assure le routage nominal et garantit sa survie par reroutage global. Dans notre modèle les routages et les capacités peuvent être fractionnés. PSG se formule alors comme un problème linéaire de grande taille avec plusieurs niveaux de couplage. Sa structure particulière appelle à l'emploi d'algorithmes de décompositions. Nous proposons quatre méthodes utilisant la technique de génération de colonnes. Les deux premières sont basées sur les techniques proximales. Leur tâche principale consiste en la résolution de sous problèmes quadratiques indépendants. Le troisième algorithme s'inspire de l'approche de points intérieurs décrite à la première partie. Pour finir, nous intégrons une procédure d'élimination de chemins dans une adaptation d'un solveur de points intérieurs. Nous reportons des résultats numériques obtenus en testant ces algorithmes sur des données réelles fournies par le CNET.
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Nepomuceno, Napoleao. "Optimisation dans des réseaux backhaul sans fil." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00593412.
Full textAbstract:
Les avancées technologiques poussent l'industrie des télécommunications à fournir la capacité et la qualité nécessaire pour satisfaire la demande croissante de services sans fil à haut débit. De plus, avec les progrès des technologies d'accès, le goulot d'étranglement des réseaux cellulaires se déplace progressivement de l'interface radio vers le backhaul -- la partie de l'infrastructure du réseau qui fournit l'interconnexion entre les réseaux d'accès et de coeur. Aussi, la possibilité de déployer rapidement des liens radio micro-ondes efficaces est essentielle pour apporter des solutions crédibles au problème de l'engorgement des réseaux backhaul. Toutefois, les solutions de backhaul disponibles avec cette technologie ont reçu peu d'attention de la communauté scientifique. Pourtant, la croissance des réseaux backhaul et l'augmentation de leur complexité posent de nombreux problèmes d'optimisation très intéressants. En effet, contrairement aux réseaux filaires, la capacité d'un lien radio micro-ondes est sujette à variation, soit due à des facteurs extérieurs (météo), soit par l'action de l'opérateur. Cette différence fondamentale soulève une variété de nouvelles questions qui doivent être abordées de façon appropriée. Il faut donc concevoir des méthodes adéquates pour l'optimisation des réseaux backhaul. Dans cette thèse, nous étudions les problèmes d'optimisation de réseaux liés à la conception et la configuration des liaisons terrestres sans fil à micro-ondes. Nous nous intéressons en particulier à la classe des problèmes de multiflot de coût minimum avec des fonctions de coût en escalier sur les liens du réseau. Ces problèmes sont parmi les problèmes d'optimisation combinatoire les plus importants et les plus difficiles dans l'optimisation des réseaux, et il n'est généralement possible de les résoudre que de façon approchée. Nous introduisons des modèles mathématiques pour certains de ces problèmes et présentons des approches de solution basées essentiellement sur la programmation entière mixte, la programmation sous contraintes probabilistes, des techniques de relaxation, des méthodes de coupe, ainsi que des méta-heuristiques hybrides. Ces travaux ont été effectués en collaboration avec la PME~3Roam, et partiellement dans le cadre du projet RAISOM (Réseaux de Collecte IP sans fil optimisés) entre le projet Mascotte et les PMEs 3Roam et Avisto. Cette thèse a été développée en co-tutelle entre l'Université de Nice-Sophia Antipolis et l'Université Federale du Ceará.
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Crosnier, Michael. "Optimisation de réseaux mobiles hybrides satellite-terrestres." Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0045/document.
Full textAbstract:
Le monde des communications par satellite est dominé par les systèmes de diffusion de la télévision. Cependant, des satellites de communication offrent aussi des services de téléphonie et de données. Ils sont regroupés dans les familles des systèmes fixes et mobiles et ciblent des marchés de niche. Dans cette thèse, nous avons la volonté d’étendre les scénarios d’utilisation de ces systèmes. Notre vision nous dicte que leur développement est lié à l’utilisation de réseaux hybrides mobiles satellite-terrestre. En effet, une utilisation complémentaire des deux segments permet de s’affranchir d’une concurrence trop féroce des réseaux de télécommunications terrestres. Pour cela, nous optons pour deux applications qui nous paraissent prometteuses : un réseau mobile LTE (Long Term Evolution) avec des stations de base qui possèdent un backhaul satellite et un réseau MANET (Mobile Ad-hoc NETwork) qui s’interconnecte à des réseaux extérieurs grâce à des liaisons satellite. Nous soulevons l’un des problèmes les plus contraignants du réseau mobile LTE avec des backhauls satellite : la gestion de la mobilité. L’analyse du standard nous a conduits à conclure quant à la nécessité d’optimiser les procédures du handover. Ceux qui nécessitent des modifications surviennent entre des stations de base qui n’utilisent pas le même backhaul satellite et entre une station de base avec un backhaul satellite vers une avec un backhaul terrestre. Deux points nous ont semblé importants : la phase de préparation et le mécanisme qui permet d’éviter les pertes. Nous proposons donc une nouvelle phase de préparation qui prend en compte le retard induit par la liaison satellite ainsi qu’une phase de préparation à double décision combinée avec une préparation de multiples stations de base. Nous tentons ainsi de maximiser les chances de réaliser un handover avec succès. Puis, nous avons imaginé un mécanisme qui permet à la fois d’éviter les pertes lors de l’exécution du handover et de sauvegarder les précieuses ressources du satellite. Les réseaux MANET associés à des liaisons satellite offrent des caractéristiques très intéressantes pour les communications d’urgence, telles que l’indépendance vis-à-vis des infrastructures terrestres susceptibles d’être endommagées par des catastrophes ainsi qu’un déploiement rapide pour une intervention sur le théâtre des opérations. Nous avons souhaité améliorer l’un des points cruciaux dans le cadre d’une hybridation : la sélection de la passerelle satellite. Nous avons donc développé un mécanisme qui prend en compte la charge sur les passerelles satellite ainsi que le phénomène d’oscillation de passerelle souvent négligé dans la littérature. Ces optimisations ont pour but de favoriser le développement de réseaux hybrides satellite terrestres en améliorant les performances de ces réseaux. L’avenir nous semble prometteur quant à l’utilisation de la technologie LTE avec un backhaul satellite pour lequel nous avons proposé une nouvelle gestion de la mobilité qui est primordiale pour son développementSatellite communications are leaded by television broadcasting. Yet, fixed and mobile satellite systems provide voice services as well as IP-based applications. In this thesis, we try to develop user scenarios in order to extend their targeted market. Our vision to reach this objective consists to use hybrid satellite and terrestrial mobile networks. This network design avoids a competition between both segments in which a satellite success is difficult to imagine. Furthermore, hybrid networks may draw benefits from both segments. Two promising scenarios have been selected. The first one consists in a mobile LTE network (Long Term Evolution) with base stations backhauled by satellite links whereas the second scenario is composed of a Mobile Ad-hoc Network (MANET) connected to external networks thanks to satellite systems. One of the main problems in the hybrid LTE scenario is caused by mobility procedures. As a consequence of the standard analysis, we have decided to optimize the mobility management in two cases: a handover between two base stations for which the backhaul is provided by two different satellite terminals and a handover from a base station with a satellite backhaul to one with a terrestrial backhaul. Two procedures have drawn our attention: the preparation phase and the loss avoidance mechanism during the execution phase. First of all, we design a new procedure for the preparation which takes into account the delay induced by the satellite link. This new phase is based on a twofold decision preparation associated with multiple preparations. This solution leads to an increase of handover success. The second optimization aims to avoid losses during the execution phase and, at the same time, save satellite resources. MANET and satellite hybridization leads to very interesting characteristics for public safety communications. Indeed, these networks are independent of terrestrial infrastructures that can be impaired or destroyed. Furthermore, they can be rapidly deployed in the theater of operation. Gateway selection is a crucial problem linked to hybrid MANET. Therefore, we have focused our work on this mechanism taking into account the measured load on the satellite links as well as an oftenneglected phenomenon, the gateway flapping. These optimizations tend to promote hybrid satellite and terrestrial networks improving their performance. A promising future is foreseen for the hybrid LTE technology and we have proposed a solution to a problem that may be very detrimental to its deployment
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Ayed, Hamdi. "Analyse et optimisation des réseaux avioniques hétérogènes." Thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://www.theses.fr/2014INPT0113/document.
Full textAbstract:
La complexité des architectures de communication avioniques ne cesse de croître avec l’augmentation du nombre des terminaux interconnectés et l’expansion de la quantité des données échangées. Afin de répondre aux besoins émergents en terme de bande passante, latence et modularité, l’architecture de communication avionique actuelle consiste à utiliser le réseau AFDX (Avionics Full DupleX Switched Ethernet) pour connecter les calculateurs et utiliser des bus d’entrée/sortie (par exemple le bus CAN (Controller Area Network)) pour connecter les capteurs et les actionneurs. Les réseaux ainsi formés sont connectés en utilisant des équipements d’interconnexion spécifiques, appelés RDC (Remote Data Concentrators) et standardisé sous la norme ARINC655. Les RDCs sont des passerelles de communication modulaires qui sont reparties dans l’avion afin de gérer l’hétérogénéité entre le réseau cœur AFDX et les bus d’entrée/sortie. Certes, les RDCs permettent d’améliorer la modularité du système avionique et de réduire le coût de sa maintenance; mais, ces équipements sont devenus un des défis majeurs durant la conception de l’architecture avionique afin de garantir les performances requises du système. Les implémentations existantes du RDC effectuent souvent une translation direct des trames et n’implémentent aucun mécanisme de gestion de ressources. Or, une utilisation efficace des ressources est un besoin important dans le contexte avionique afin de faciliter l’évolution du système et l’ajout de nouvelles fonctions. Ainsi, l’objectif de cette thèse est la conception et la validation d’un RDC optimisé implémentant des mécanismes de gestion des ressources afin d’améliorer les performances de l’architecture de communication avionique tout en respectant les contraintes temporelles du système. Afin d’atteindre cet objectif, un RDC pour les architectures réseaux de type CAN-AFDX est conçu, intégrant les fonctions suivantes: (i) groupement des trames appliqué aux flux montants, i.e., flux générés par les capteurs et destinés à l’AFDX, pour minimiser le coût des communication sur l’AFDX; (ii) la régulation des flux descendants, i.e., flux générés par des terminaux AFDX et destinés aux actionneurs, pour réduire les contentions sur le bus CAN. Par ailleurs, notre RDC permet de connecter plusieurs bus CAN à la fois tout en garantissant une isolation entre les flux. Par la suite, afin d’analyser l’impact de ce nouveau RDC sur les performances du système avionique, nous procédons à la modélisation de l’architecture CAN-AFDX, et particulièrement le RDC et ses nouvelles fonctions. Ensuite, nous introduisons une méthode d’analyse temporelle pour calculer des bornes maximales sur les délais de bout en bout et vérifier le respect des contraintes temps-réel. Plusieurs configurations du RDC peuvent répondre aux exigences du système avionique tout en offrant des économies de ressources. Nous procédons donc au paramétrage du RDC afin de minimiser la consommation de bande passante sur l’AFDX tout en respectant les contraintes temporelles. Ce problème d’optimisation est considéré comme NP-complet, et l’introduction des heuristiques adéquates s’est avérée nécessaire afin de trouver la meilleure configuration possible du RDC. Enfin, les performances de ce nouveau RDC sont validées à travers une architecture CAN-AFDX réaliste, avec plusieurs bus CAN et des centaines de flux échangés. Différents niveaux d’utilisation des bus CAN ont été considérés et les résultats obtenus ont montré l’efficacité de notre RDC à améliorer la gestion des ressources du système avionique tout en respectant les contraintes temporelles de communication. En particulier, notre RDC offre une réduction de la bande passante AFDX allant jusqu’à 40% en comparaison avec le RDC actuellement utiliséThe aim of my thesis is to provide a resources-efficient gateway to connect Input/Output (I/O) CAN buses to a backbone network based on AFDX technology, in modern avionics communication architectures. Currently, the Remote Data Concentrator (RDC) is the main standard for gateways in avionics; and the existing implementations do not integrate any resource management mechanism. To handle these limitations, we design an enhanced CAN-AFDX RDC integrating new functions: (i) Frame Packing (FP) allowing to reduce communication overheads with reference to the currently used "1 to 1" frame conversion strategy; (ii) Hierarchical Traffic Shaping (HTS) to reduce contention on the CAN bus. Furthermore, our proposed RDC allows the connection of multiple I/O CAN buses to AFDX while guaranteeing isolation between different criticality levels, using a software partitioning mechanism. To analyze the performance guarantees offered by our proposed RDC, we considered two metrics: the end-to-end latency and the induced AFDX bandwidth consumption. Furthermore, an optimization process was proposed to achieve an optimal configuration of our proposed RDC, i.e., minimizing the bandwidth utilization while meeting the real-time constraints of communication. Finally, the capacity of our proposed RDC to meet the emerging avionics requirements has been validated through a realistic avionics case study
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Sakouti, Khalid. "Synthèse et optimisation temporelle de réseaux booléens." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0179.
Full textAbstract:
Cette these propose des solutions originales pour trois etapes de la synthese logique de fonctions booleennes, en vue d'une realisation de circuits integres dedies sur silicium. La premiere etape est la factorisation algebrique dont le but est generalement de reduire la complexite des fonctions booleennes. La deuxieme etape est la decomposition des fonctions booleennes en cellules de base d'une bibliotheque. La derniere etape consiste a optimiser le reseau resultant de la deuxieme etape, en general en vue de minimiser le chemin critique du circuit. Cette these s'interesse a la coherence de l'optimisation du chemin critique au cours des differentes etapes de la synthese. Par une preparation adequate du reseau initial de cellules des les deux premieres etapes, elle assure une meilleure optimisation temporelle finale. Les resultats experimentaux montrent que cette these a apporte une reelle optimisation globale et pratique
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Tabkhi, Firooz. "Optimisation de réseaux de transport de gaz." Toulouse, INPT, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000597/.
Full textAbstract:
Le transport de grandes quantités de gaz naturel (GN) est effectué par gazoducs. Des stations de compression sont généralement positionnées à intervalles réguliers pour compenser la perte de pression. Deux axes principaux sont généralement mis en évidence lorsqu’on s’intéresse aux réseaux de transmission, à savoir leur conception et leur exploitation. Ce travail a pour objectif de fournir une formulation non linéaire en variables mixtes pour modéliser et optimiser de telles grilles et est appliqué à une série de cas d’études couvrant une gamme d’applications significatives. Des problèmes typiques de taille industrielle pour minimiser la consommation de carburant servent d’illustration. Ensuite, une méthodologie pour des problèmes de conception de réseaux de gaz, impliquant le coût d’investissement comme critère d’optimisation est présentée. Enfin, une étude plus prospective, dédiée au transport d’un mélange GN-H2 est traitée dans une période de transition vers une économie hydrogèneThe transport of large quantities of natural gas is carried out by pipelines. Typically, natural gas compressor stations are located at regular intervals to boost the pressure lost. Two main issues are generally highlighted when considering pipeline transmission networks, i. E. , designing and operating a gas pipeline network. This work is intended to provide a MINLP formulation (mixed integer non linear programming) for modelling and optimizing gas pipelines networks and is applied to a series of case studies covering a range of significant problems. Typical problems in industrial scales for fuel consumption minimization serve as an illustration. Then, a methodology for gas pipeline design, involving capital cost as an optimization criterion is presented. Finally, a more prospective concern, dedicated to the transport of a mixture of natural gas-hydrogen mixture in a transition period towards the so-called predicted “hydrogen economy” is tackled
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Gastal, Lynda. "Optimisation robuste dans les réseaux de télécommunication." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112149.
Full textAbstract:
Pour répondre à l'augmentation des besoins, les réseaux de télécommunication se sont largement développés ces dernières années. Cela a impliqué à la fois par un développement des infrastructures des réseaux mais aussi par l’émergence de différents opérateurs. Le premier point s’est traduit par une densification du réseau internet et par son élargissement géographique. Le second point résulte notamment de l’ouverture à la concurrence. Le dégroupage permet aux opérateurs alternatifs de bénéficier d’un accès direct à l’utilisateur final. Ils sont en mesure de contrôler de bout en bout le réseau et de fournir ainsi un service différencié de celui de l’opérateur historique, en utilisant une partie de son réseau. Bien que cette concurrence soit bénéfique pour les consommateurs, elle a fait apparaître de nouveaux enjeux et de nouvelles problématiques au niveau des opérateurs de télécommunication. Ces derniers doivent en effet faire face à l’évolution constante de la topologie du réseau et prendre aujourd’hui des décisions stratégiques et commerciales pour l’avenir. Leur marge financière étant étroite, ils doivent donc anticiper au mieux l’évolution de la demande et celle du réseau internet. Dans ce cadre, nous nous sommes demandés comment proposer des solutions à ces opérateurs. Pour cela, nous proposons dans ce manuscrit une approche originale basée sur la théorie de la robustesse. Notre objectif est de proposer un modèle simplifié, prenant en compte les évolutions de la topologie du réseau et grâce auquel, on peut proposer des solutions aux opérateursTo answer the increase in the needs, the telecommunications networks largely developed these last years. That implied at the same time by a development of the infrastructures of the networks but also by the emergence of various operators. The first point resulted by a thickening of Internet network and its geographical widening. The second point results in particular from the opening to competition. Nowadays, it is possible to the alternate operators to profit from a direct access to the end-user. They are able to control the network from beginning to end and to provide a service differentiated from that of the historical operator, by using part of its network. Although this competition is beneficial for the consumers, it revealed new stakes and new problems on the level of the operators of telecommunication. Indeed, they must face the constant evolution of topology network and make today strategic and commercial decisions for the future. Their financial margin being narrow, they must thus anticipate the evolution as well as possible of ask and that of Internet network. Within this framework, we wondered how to propose solutions with these operators. For that, we propose in this manuscript an original approach based on the theory of the robustness. Our objective is to propose a simplified model, fascinating in account evolutions of the topology of the network and thanks to which, we can propose solutions with the operators
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Debard, Alexandre. "Analyse et optimisation d'antennes réseaux compactes superdirectives." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT058.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif l’étude et la recherche d’amélioration de la technologie d’antenne réseau superdirective. Cette technologie a récemment été rééxaminée dans la littérature car elle peut apporter des fonctionnalités intéressantes pour les applications de télécommunication futures. L’examen de ce type d’antenne est donc conduit à travers l’outil de la décomposition en ondes sphériques qui permet l’étude générale des limites de directivité ou de gain, en considérant des pertes d’énergie dans l’antenne. La théorie classique des antennes réseau end-fire est aussi revue, dans le cas de réseaux à espace inter-éléments uniformes et à éléments indépendamments excités. Cette étude fournit une évaluation analytique de l’efficacité et de la sensibilité à la précision des coefficients d’excitation.Les dipôles infinitésimaux et les sources de Huygens sont considérés dans une proposition de développement qui lie la théorie des réseau et de la décomposition en ondes sphériques. Cette contribution fournit une preuve formelle de la limite de directivité des réseaux end-fire de sources de Huygens ainsi qu’une borne supérieure de la directivité des réseaux de dipôles, quand la distance inter-éléments tend vers zéro.. De plus, il est montré comment la théorie classique des antennes réseau peut aussi être utilisée pour extraire des coefficients d’excitations qui maximisent le gain plutôt que la directivité, quand des résistances de pertes sont considérées. Un examen est aussi fait selon la taille d’antenne pour montrer quelles conditions sont les plus favorables pour l’utilisation de réseaux end-fire optimisés pour le supergain ou pour la superdirectivité.Dans une seconde partie, les implémentations pratiques d’antennes superdirectives sont revue dans l’état de l’art, en se concentrant sur les sources de Huygens et les réseaux compacts end-fire. L’architecture d’implémentation choisie de réseau à éléments parasites est ensuite détaillée est étudiée dans le but de minimiser le recours à des résistances positives ou négatives. Cela mène à la conception et aux mesures de cinq prototypes qui visent à atteindre le maximum de gain ou de directivité possible, pour une taille d’antenne limitée, avec des réseaux end-fire de deux, trois et quatre dipôlesThe purpose of this thesis is to study and seek improvement of the superdirective antenna array technology. This technology has been recently re-examined in the literature since it can bring some interesting functionalities in the future telecommunication applications. The examination of this type of antenna is thus conducted through the use of Spherical Wave Expansion which allows for the general study of directivity limits as well as gain limits, considering lossy antennas. The classical theory of end-fire array antennas is also reviewed, in the case of uniformly spaced tapered arrays, providing theoretical evaluation of efficiency and sensitivity to source feeding precision.Infinitesimal dipoles and Huygens sources are considered in a proposed development that links array theory and Spherical Wave Expansion. This contribution provides a formal proof for the directivity limit of Huygens-source-based end-fire arrays as well as an upper bound for the directivity of dipole-based arrays, when the inter-element spacing tends to zero. Moreover, it is shown how classical array theory can also be used to derive excitation coefficients that maximize gain rather than directivity, when loss resistances are considered. An examination over antenna size is also made to demonstrate which conditions are most favorable for the use of such supergain or superdirective end-fire array optimization.In a second part, practical implementations of superdirective antennas are surveyed, focusing on Huygens sources and compact end-fire array designs. The chosen implementation architecture of parasitic element arrays is then detailed and studied, in order to minimize the requirement for negative or positive resistive loads. This lead to the design and measurement of five prototypes that aim at achieving the maximum possible gain or directivity for a limited radiator size, with two-, three- and four-dipole end-fire arrays
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Rébaï, Raja. "Optimisation de réseaux de télécommunications avec sécurisation." Paris 9, 2000. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=2000PA090025.
Full textAbstract:
La première partie de cette thèse concerne une étude de robustesse des algorithmes de points intérieurs prédicteurs correcteurs, ainsi qu'une approche par décomposition de cette méthode pour la résolution de problèmes de multiflot. Dans la deuxième partie, nous nous intéressons au problème de sécurisation globale dont l'objectif est de déterminer un multiflot (qui transporte toute demande de son nud origine a son nud destination en respectant la loi de Kirchhoff) et l'investissement de moindre coût en capacité nominale et de réserve qui assure le routage nominal et garantit sa survie par reroutage global. Dans notre modèle les routages et les capacités sont fractionnables. PSG se formule alors comme un problème linéaire de grande taille avec plusieurs niveaux de couplage. Sa structure particulière appelle à l'emploi d'algorithmes de décomposition. Nous proposons quatre méthodes utilisant la technique de génération de colonnes. Les deux premières sont basées sur les techniques proximales. Leur tâche principale consiste en la résolution de sous problèmes quadratiques indépendants. Le troisième algorithme s'inspire de l'approche de points intérieurs décrite à la première partie. Pour finir, nous intégrons une procédure d'élimination de chemins dans une adaptation d'un solveur de points intérieurs. Nous reportons des résultats numériques obtenus en testant ces algorithmes sur des données réelles fournies par le CNET.
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Abdelazim, Gamil. "Applications de réseaux neuronaux à l'optimisation combinatoire." Paris 9, 1992. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1992PA090029.
Full textAbstract:
Cette thèse traite la résolution de problèmes d'optimisation très complexes (np-complets), en l'assimilant à l'évolution d'un réseau de neurones vers un état stable (approche de Hopfield). Cet état est la solution optimale. Plusieurs techniques neuronales sont présentées pour approcher la solution. Les méthodes utilisées sont bien adaptées pour résoudre tout problème qui peut être formulé comme un programme quadratique en variables discrètes. Dans ce cadre nous avons traité les problèmes suivants: 1) bipartition d'un graphe; 2) les problèmes d'affectation quadratiques; 3) repositionnement des éléments combustibles d'un réacteur nucléaire. Nous avons couplé les techniques neuronales avec d'autres méthodes classiques, ce couplage a permis d'obtenir de meilleures solutions. Ces techniques peuvent être appliquées à la résolution de problèmes d'optimisation combinatoire extrêmement variés. Les résultats obtenus sont une première étape. Ils ont permis de montrer un certain nombre d'avantages de l'approche neuronale, les performances de la méthode seront améliorées dans le futur par l'utilisation des ordinateurs parallèles
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Malik, Salman. "Evaluation et Optimisation des Réseaux Sans Fil Denses." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719083.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse est d'analyser la performance des réseaux sans fil selon divers scénarios: réseaux fixes, réseaux mobiles, réseaux mono-saut, et réseaux multi-sauts. Dans les deux premières parties de cette thèse, nous nous focalisons sur le placement géométrique des émetteurs simultanés dans le réseau. Dans la première partie, par l'intermédiaire d'une méthode d'accès au médium, nous étudions l'impact de l'emplacement des émetteurs sur la performance du réseau sans fil mono-saut. Nous établissons une structure générale et nous étudions l'emplacement des émetteurs dans le réseau. Ensuite, on compare ces résultats aux résultats obtenus à l'aide d'un par processus ponctuels aléatoires tels que le processus ponctuel de Poisson, ALOHA, le coloriage des nœuds et CSMA. Notre analyse nous permet d'évaluer les gains en performance d'une méthode d'accès au médium efficace qui serait nécessaire pour mettre en œuvre le déploiement optimal des émetteurs. Par exemple, nous montrons que la capacité garantie par une méthode d'accès très complexe est au plus deux fois la capacité d'un contrôle d'accès avec une faible complexité comme ALOHA. Plus tard, nous utilisons des méthodes analytiques pour évaluer les heuristiques pour l'optimisation de la capacité et de la couverture d'un réseau cellulaire existant de façon optimale via l'ajout de stations de base supplémentaires. Dans la deuxième partie, nous étendons notre analyse à un réseau sans fil multi-sauts où nous évaluons la portée de transmission optimale et la capacité du réseau avec différentes méthodes d'accès au médium. Nos analyses dans les deux premières parties de cette thèse nous permettent d'avoir des perspectives par rapport aux limites théoriques de la performance d'une méthode optimisée d'accès au médium pour les réseaux sans fil mono-saut et multi-sauts. Dans la dernière partie, nous concentrons nos efforts sur l'étude du compromi entre les délais et la capacité dans le réseau mobile sans fil. Nous proposons un routage géographique et nous étudions ses propriétés de passage l'échelle. En se basant sur un modèle de mobilité réaliste et des informations disponibles au niveau des nœuds mobiles, notre méthode de routage permet d'obtenir des délais qui sont bornés par une constante lorsque la capacité du réseau augmente de façon quasi-linéaire et quand le nombre de nœuds dans le réseau augmente et tend vers l'infini.
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Coudert, David. "Algorithmique et optimisation dans les réseaux de télécommunications." Habilitation à diriger des recherches, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00466400.
Full textAbstract:
Le contexte général de mes travaux se situe dans les réseaux orientés connexions, que ce soit des réseaux optiques à multiplexage en longueur d'onde (WDM), des réseaux MPLS (multi-protocol label switching), ou encore des réseaux à faisceaux hertziens (wireless backhaul networks). Dans ces réseaux, je m'intéresse à router les flux d'information, à agréger des flux d'information bas débits dans des flux de plus hauts débits, à faire évoluer le routage en cas de variations dans la quantité de trafic à transporter ou dans la topologie du réseau, et à assurer la continuité du trafic en cas de panne simple ou multiple. Pour aborder ces questions, j'utilise des outils variés de l'algorithmique, de la théorie des graphes et de l'optimisation combinatoire.L'ensemble des résultats présentés dans ce document est le fruit de travaux collaboratifs avec les membres de l'équipe-projet MASCOTTE, des collègues d'autres universités, française ou étrangères, et des collègues de France Télécom, Alcatel-Lucent et 3Roam. L'introduction de ce manuscrit résume nos travaux sur le routage, le groupage de trafic, la tolérance aux pannes et la reconfiguration, ainsi que des travaux plus récents sur la minimisation du nombre d'étiquettes dans les réseaux MPLS, le dimensionnement de réseaux de collecte IP sans fil, et sur le routage disjoints d'ensembles particuliers de requêtes. Ensuite, je détaille nos travaux sur le groupage de trafic au travers d'un état de l'art dans le chapitre 3, nos contributions sur la notion de groupes de ressources partageant un risque dans le chapitre 4, et sur la reconfiguration de routages dans le chapitre 5. Le chapitre 6 conclut ce manuscrit en présentant avec quelques directions de recherches.
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Ben, Hamouda Mohamed Zied. "Conception et optimisation robuste des réseaux de télécommunications." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00512347.
Full textAbstract:
Les réseaux de communication devenant de plus en plus présents dans nos activités quotidiennes, l'interruption des services fournis par le réseau, ou même une dégradation significative de leurs qualit és, deviennent de moins en moins tolérables. Une conception robuste des réseaux de communication, anticipant les pannes éventuelles d'équipements ou les variations sur la demande en trafic, devient donc de plus en plus nécessaire. Cette thèse traite de plusieurs problèmes de conception et de planification robustes apparaissant dans le domaine des télécommunications. Nous étudions tout d'abord le problème de la conception et du dimensionnement d'une topologie de communication résilience. Nous proposons un nouveau modèle de conception de réseaux intégrant les coûts et les contraintes des différents équipements (liens, routeurs, cartes). Ce modèle prend également en compte de nombreuses contraintes opérationnelles telles que la présence de noeud potentiel et de capacités modulaires, mais aussi des contraintes sur les délais de communication. Un algorithme exact et deux approximations sont proposés pour résoudre ce problème. Les résultats numériques montrent que des économies substantielles peuvent être effectuées en intégrant les coûts d'équipements dans la phase amont du processus de conception. Avec la croissance exponentielle de l'Internet et l'incroyable développement des applications réseaux, les variations sur les volumes de trafic sont devenus un des problèmes majeurs auxquels sont confrontés les opérateurs. Aujourd'hui, concevoir un réseau sur la base d'une unique matrice de trafic "en heure de pointe" est de moins en moins crédible du fait de la forte volatilité des trafics. Il devient ainsi nécessaire d'intégrer explicitement l'incertitude sur la demande en trafic dans les problèmes d'optimisation du routage. Nous étudions deux problèmes d'optimisation robuste du routage : (1) le problème de conception des VPN dans le cadre du modèle hose d'incertitude sur la de mande et (2) le problème d'optimisation des métriques de routage IGP avec incertitude sur la demande. Nous formulons des modèles mathématiques de chacun de ces problèmes et proposons des heuristiques efficaces basées sur des techniques de recherche locale pour les résoudre. L'efficacité pratique des techniques et méthodes développées dans le cadre de cette thèse est démontrée et validée par une batterie de tests sur des données réalistes. Ce travail a d'autre part donné lieu `a plusieurs développements logiciels dans le logiciel de planification de réseaux NEST de QoS Design.
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Molle, Christelle. "Optimisation de la capacité des réseaux radio maillés." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00428940.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problématiques d'optimisation de la capacité des réseaux radio maillés. Cette architecture de réseau d'accès est particulièrement pertinente en milieu urbain ou en situation opérationnelle militaire. Nous définissons la capacité d'un réseau comme la quantité de flot que peut répartir équitablement une topologie aux utilisateurs qu'elle sert. Afin d'obtenir des bornes théoriques sur les performances du réseau, nous développons des modèles d'optimisation intégrant les caractéristiques inter-couche des communications radio. Nous étudions plus précisément le problème joint du routage et de l'ordonnancement. Nous développons, pour la relaxation linéaire de ce problème, une méthode de résolution efficace utilisant la génération de colonnes. Nous dérivons ensuite une formulation qui élimine le routage pour se concentrer sur la capacité de transport disponible sur les coupes du réseau. L'équivalence des solutions optimales est démontrée, et le processus de résolution est adapté en une génération croisée de lignes et de colonnes. Ces études mettent en évidence la présence d'une zone de contention autour de chaque point d'accès qui contraint la capacité du réseau. Ces résultats permettent une étude quantitative des effets du trafic d'acquittement sur la capacité. Nous présentons enfin une étude de la stabilité d'un protocole routant du trafic injecté de manière arbitraire au cours du temps. Nous améliorons les résultats existants en démontrant la stabilité quand le trafic injecté est un flot maximum. L'ensemble de ces travaux a été implémenté dans la bibliothèque open source MASCOPT (Mascotte Optimisation) dédiée aux problèmes d'optimisation des réseaux.
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Coudert, David. "Algorithmique et optimisation de réseaux de communications optiques." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008087.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux réseaux de communications optiques avec d'une part des réseaux en espace libre optique et d'autre part des réseaux à fibres optiques.Dans un premier temps, nous étudions l'implantation en espace libre optique de réseaux de communications à l'aide de l'architecture OTIS (Optical Transpose Interconnection System), proposé dans [MMHE93]. Nous proposons une modélisation de ces réseaux par les graphes H(p,q,d) que nous cherchons ensuite à caractériser. Nous étudions en particulier les isomorphismes entre ces graphes et des graphes connus (de Bruijn, Kautz et autres graphes à alphabet). Nous développons une famille de graphes à alphabet contenant de nombreux graphes isomorphes au de Bruijn, que nous utilisons pour obtenir une implantation optimale, au sens de la minimisation du nombre de lentilles, du de Bruijn avec OTIS. Nous étudions aussi une famille de réseaux modélisés par des hypergraphes orientés, appelées stack-Kautz, pour laquelle nous donnons un algorithme de routage et des protocoles de contrôles.
Dans un deuxième temps, nous nous intéressons au problème de la sécurisation par protection dans les réseaux WDM, qui consiste à utiliser des ressources prédéterminées et dédiées pour assurer la continuité du trafic lors de la rupture d'un faisceau de fibres dans le réseau. Nous décrivons de nombreuses stratégies de protection de l'instance et du réseau. Nous étudions plus particulièrement la protection par sous-réseaux qui consiste au partage de ressources de protection par un ensemble de requêtes formant un sous-réseau particulier (circuit). Nous donnons une solution optimale au problème de la protection par sous-réseaux dans le cas où le réseau est un cycle et les requêtes représentent un échange total.
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Lalande, Jean-François. "Conception de réseaux de télécommunications : optimisation et expérimentations." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008012.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes d'optimisation dans les réseaux de télécommunication. Un premier objectif consiste à identifier les problèmes spécifiques aux réseaux optiques et satellitaires, et à présenter des contributions pour l'optimisation des ressources de ces réseaux. Le second objectif est de présenter une contribution logicielle pour la conception et l'optimisation de réseaux.La première partie débute par la présentation des réseaux optiques WDM. Nous abordons ensuite les modèles pour les réseaux optiques et satellitaires et proposons des méthodes algorithmiques nouvelles pour optimiser l'allocation des ressources de ces réseaux. Nous traitons ainsi le problème du routage, du groupage et de la protection des réseaux WDM successivement dans trois chapitres puis nous nous intéressons à un algorithme dédié à l'allocation de fréquences dans les réseaux satellitaires. Enfin, pour chaque problème, nous présentons des résultats expérimentaux sur des instances de réseaux réels.
La deuxième partie de cette thèse présente les développements logiciels qui ont été entrepris. Le premier chapitre présente le logiciel Porto dédié à la résolution de problèmes de routage, groupage et protection dans des réseaux optiques utilisant trois niveaux de brassage. Dans un second chapitre nous présentons le logiciel Mascopt, une bibliothèque d'optimisation pour le domaine des graphes et des réseaux qui a servi notamment à réaliser les expérimentations présentées dans la première partie.
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Iutzeler, Franck. "Estimation et Optimisation Distribuée pour les Réseaux Asynchrones." Phd thesis, Telecom ParisTech, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00927646.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse au problème d'estimation et d'optimisation distribuée dans les réseaux asynchrones, c'est à dire en n'utilisant que des communications locales et asynchrones. A partir de multiples applications allant de l'apprentissage automatique aux réseaux de capteurs sans-fils, nous concevons et analysons théoriquement de nouveaux algorithmes résolvant trois problèmes de nature très différentes : la propagation de la plus grande des valeurs initiales, l'estimation de leur moyenne et enfin l'optimisation distribuée.
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Jlili, Mohamed Malek. "Analyse et optimisation d'efficacité de réseaux manufacturiers complexes." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29907/29907.pdf.
Full textAbstract:
Les travaux de ce mémoire portent sur l'analyse et la conception optimale de systèmes manufacturiers composés de machines non fiables. Les systèmes considérés peuvent opérer selon une structure réseau d’assemblage/désassemblage. Des stocks tampons sont placés entre les machines pour les découpler les unes des autres. Ces machines peuvent opérer en mode de fonctionnement dégradé. Chaque machine est modélisée comme un système à trois états : fonctionnement nominal, panne totale et mode dégradé. On considère que le mode de fonctionnement dégradé affecte uniquement le taux de production nominal des machines et non la qualité des pièces produites. Afin d’évaluer le taux de production d’un tel réseau manufacturier à machines multi-états (dit complexe), une méthode d’évaluation analytique est tout d’abord explorée. Cette méthode consiste à remplacer chaque machine par une machine équivalente à deux états, puis à appliquer ensuite une des méthodes existantes pour les réseaux avec machines binaires. Après avoir découvert que cette méthode est imprécise même dans le cas simple de deux machines multi-états séparées par un stock, nous avons utilisé une simulation à base du logiciel Simio en vue d’une conception optimale du réseau. Dans cette conception, il est question de faire une sélection conjointe des technologies des machines et des tailles de stocks. L’objectif de l’optimisation est de maximiser le taux de production sous des contraintes de budget. La plupart des travaux existants considèrent le problème d’allocation des stocks tampons pour des lignes séries ou séries-parallèles, en considérant que les technologies des machines sont déjà choisies. L’extension ainsi développée est validée en utilisant différentes instances générées aléatoirement. Pour ce faire, le modèle de simulation développé est couplé à deux méthodes d’optimisation. La première méthode utilise l’outil d'optimisation OptQuest. La seconde méthode est une nouvelle heuristique basée sur un algorithme génétique (AG). Dans chacune des méthodes, l’outil d’optimisation se sert de l’estimation du taux de production effectuée par l’outil de simulation dan #s sa fonction d’objectif. Notre nouvelle méthode (simulation/AG) est comparée à une approche couplant une méthode analytique à un AG dans le cas de machines binaires. Les résultats numériques obtenus illustrent l’efficacité de notre méthode au niveau de la qualité des solutions, au détriment d’un temps de calcul moins performant.This thesis focuses on the analysis and optimal design of manufacturing systems composed of unreliable machinery. The considered systems can operate in an assembly / disassembly structure. Buffer stocks are placed between the machines in order to decouple them from each other. These machines can operate in degraded mode. Each machine is represented as a system with three states: nominal operation, blackout and a degraded mode. We consider that the degraded mode affects only the nominal production rate of machines and not the quality of the parts produced. To assess the rate of production of such a manufacturing system with multi-state machine (called complex), an analytical method is first explored. This method consists on replacing each machine by an equivalent one with two states, and then applying one of the classical methods for networks with binary state machines. After discovering the lack of precision of this method, we used a simulation method based on the software Simio for the optimal design of networks with multi-state machines. In this design, it is about making a joint selection of technologies and buffer sizes between machines. The objective of the optimization is to maximize the rate of production under budget constraints. Most existing works consider the problem of allocating buffer stocks for serial lines or series-parallel when machine technologies are already chosen. Our method is developed and validated using different randomly generated instances. To do this, the developed simulation model is coupled with two optimization methods. The first method uses the OptQuest optimization tool. The second method is a new heuristic based on a genetic algorithm (GA). In each method, the optimizer uses the production rate estimation carried out by the simulation tool in its objective function. Our new method (simulation / GA) is compared to an approach coupling an analytical method to a GA in the case of binary machines. The numerical results illustrate the effectiveness of our method in terms of solution quality at the expense of the less efficient computation time.
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Holovatch, Taras. "Réseaux de transport complexes : résilience, modélisation et optimisation." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652784.
Full textAbstract:
Dans cette étude, nous produisons une analyse des réseaux de transport publics (acronyme PTN en anglais) en combinant des outils de la théorie des réseaux complexes, des simulations numériques et des approches analytiques. Nous avons commencé par une analyse empirique des PTN de 14 villes importantes dans le monde et en avons déterminé les principales caractéristiques en termes de réseaux complexes. Cette apporche empirique montre que les PTN apparaissent comme des réseaux ("small world") fortement corrélés avec des "coefficients d'agrégation" élevés et des "distances les plus courtes moyennes" comparativement faibles. Nous avons ensuite introduit divers modèles de PTN à 1 et 2 dimensions. Le modèle de marches aléatoires auto-évitantes (SAW) en interactions mutuelles capture certaines des propriété statistiques des PTN dans les divers modes de représentation. Nous avons poursuivi cette étude en examinant la résistance des PTN à divers scénarios d'attaques, ce qui permet de définir des critères de robustesse des réseaux considérés.
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Iutzeler, Franck. "Estimation et optimisation distribuée dans les réseaux asynchrones." Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0078/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse au problème d’estimation et d’optimisation distribuée dans les réseaux asynchrones, c’est à dire en n’utilisant que des communication locales et asynchrones. A partir de multiples applications allant de l’apprentissage automatique aux réseaux de capteurs sans-fils, nous concevons et analysons théoriquement de nouveaux algorithmes résolvant trois problèmes de nature très différentes : la propagation de la plus grande des valeurs initiales, l’estimation de leur moyenne et enfin l’optimisation distribuéeThis thesis addresses the distributed estimation and optimization of a global value of interest over a network using only local and asynchronous (sometimes wireless) communications. Motivated by many different applications ranging from cloud computing to wireless sensor networks via machine learning, we design new algorithms and theoretically study three problems of very different nature : the propagation of the maximal initial value, the estimation of their average and finally distributed optimization
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Ezran, Philippe. "Optimisation de la Topologie des Réseaux Sans Fils." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC014/document.
Full textAbstract:
L'industrie des télécommunications sans fil fait actuellement face à une croissance considérable pour des débits toujours plus hauts, stimulée par le développement des services mobiles de données. Ce développement rend le spectre disponible de plus en plus rare et nécessite des solutions afin d'optimiser l'usage de ses ressources limitées.Le principal défi auquel les réseaux sans fils font face est de maximiser la disponibilité, la résilience et la qualité de service, tout en minimisant les coûts et en assurant entre les utilisateurs une allocation de ressources équitable. Cette thèse tente de présenter des solutions à ces problèmes et se focalise sur trois thèmes.Sur le premier thème, le but est de trouver la topologie en anneau qui optimise la disponibilité. Il est montré que les algorithmes développés dans le cadre de la théorie des graphes peuvent être utilisés de manière efficace pour définir en temps polynomial la topologie en anneau optimale si les anneaux sont petits (deux nœuds en plus du nœud d'agrégation). Pour les anneaux plus grands, le problème est NP-hard.Le deuxième thème concerne la polarisation. Nous proposons une solution innovante qui peut améliorer efficacité spectrale jusqu'à 50% par comparaison avec l'état de l'art. Le paradigme proposé introduit de nouvelles perspectives au sujet de l'optimisation de la topologie et de l'allocation de canal.Le troisième thème concerne l'allocation de ressources. Nous remettons en question l'approche présente, basée sur l'optimisation de l'efficacité du réseau. Nous montrons que cette approche est similaire au modèle d'utilité espérée de Bernoulli, qui a été réfuté par les paradoxes d'Allais. C'est pourquoi nous introduisons le concept d'aversion au manque d'équité et considérons la question d'allocation de ressources comme un compromis entre efficacité du réseau et équitéThe wireless telecommunication sector is presently facing a tremendous growth of demand for higher data rates, driven by the development of mobile data services. This development makes the available spectrum scarcer and scarcer and requires solutions in order to optimize the use of its limited resources.The main challenge wireless networks are facing is to maximize availability, resiliency and Quality of Service, while minimizing costs and ensuring fair resource allocation among users.The present thesis will try to present solutions to these issues and will focus on three topics.On the first topic, the purpose is to find the ring-based topology which optimizes availability. It will be shown that algorithms which have been developed in the field of graph theory can be used efficiently to define in polynomial time the optimal ring network topology if the rings are small (two nodes in addition to the aggregation node). For bigger rings, the problem will be NP-hard. The second topic deals with polarization. We propose an innovative solution which can improve spectral efficiency in wireless ring networks by up to 50% in comparison with the state of the art. The proposed paradigm brings new perspectives regarding topology optimization and channel allocation.The third topic deals with resource allocation. We question the present approach based on optimization of network effciency. We show that this approach is similar to Bernoulli's expected utility model, which has been disproved by Allais' paradoxes. For this reason, we introduce the concept of unfairness aversion and consider the question of resource allocation as a trade-off between network efficiency and fairness
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Ben, Hamouda Zied. "Conception et optimisation robuste des réseaux de télécommunications." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1193/.
Full textAbstract:
Les réseaux de communication devenant de plus en plus présents dans nos activités quotidiennes, l'interruption ou une une dégradation significative des services fournis par le réseau deviennent de moins en moins tolérables. Une conception robuste des réseaux de communication, anticipant les pannes éventuelles d'équipements ou les variations du trafic, devient donc de plus en plus nécessaire. Cette thèse traite de plusieurs problèmes de conception et de planification robustes. Nous étudions tout d'abord le problème de la conception et du dimensionnement d'une topologie de communication résiliente et proposons un modèle de conception intégrant les coûts et contraintes des équipements ainsi que de nombreuses contraintes opérationnelles (nœuds potentiels, capacités modulaires, délais de communication). Un algorithme exact et deux approximations sont proposés pour résoudre ce problème. Les résultats numériques montrent que des économies substantielles peuvent être effectuées en intégrant les coûts d'équipements dans la phase amont de la conception. Les variations sur les volumes de trafic sont devenus un des problèmes majeurs auxquels sont confrontés les opérateurs. Il devient ainsi nécessaire d'intégrer explicitement l'incertitude sur la demande en trafic dans les problèmes de planification. Nous étudions deux problèmes d'optimisation robuste du routage : (1) le problème de conception des VPN dans le cadre du modèle hose et (2) le problème d'optimisation des métriques de routage IGP avec incertitude sur la demande. Nous formulons des modèles mathématiques de chacun de ces problèmes et proposons des heuristiques basées sur des techniques de recherche locale pour les résoudreWith communication networks getting more and more present in our daily activities, network outages or even significant degradations of the quality of service become less and less tolerable. This calls for a robust design of communication networks anticipating possible failures or shifts in the expected traffic demands. This thesis addresses several robust design and planning problems arising in the telecommunication area. We first address the problem of designing and dimensioning a survivable network topology. We propose a novel network design model integrating all equipment costs and constraints and including several operational constraints (potential nodes, modular capacities, delay constraints). One exact and two heuristic algorithms are proposed to solve this problem. Numerical results show that significant cost-savings can be achieved when equipment costs are taken into account in the early stages of the design process. The variation in traffic volumes has become one of the most important problems faced by network operators. Designing a network using a single ``busy hour'' traffic matrix more and more strains credibility due to the high volatility of traffic patterns. Thus, there is a need to incorporate demand uncertainty into the network routing problems explicitly. We study two robust route optimization problems: (1) the problem of VPN design under the hose model of demand uncertainty and (2) the problem of link weight optimization under demand uncertainty. We establish mathematical models for both problems and propose efficient approximation algorithms based on local-search techniques to solve them
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Voge, Marie-Emilie. "Optimisation des réseaux de télécommunications : Réseaux multiniveaux, Tolérance aux pannes et Surveillance du trafic." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00171565.
Full textAbstract:
Les problèmes étudiés dans cette thèse sont motivés par des questions issues de l'optimisation des réseaux de télécommunication. Nous avons abordé ces problèmes sous deux angles principaux. D'une part nous avons étudié leurs propriétés de complexité et d'inapproximabilité. D'autre part nous avons dans certains cas proposé des algorithmes exacts ou d'approximation ou encore des méthodes heuristiques que nous avons pu comparer à des formulations en programmes linéaires mixtes sur des instances particulières.Nous nous intéressons aussi bien aux réseaux de coeur qu'aux réseaux d'accès. Dans le premier chapitre, nous présentons brièvement les réseaux d'accès ainsi que les réseaux multiniveaux de type IP/WDM et l'architecture MPLS que nous considérons pour les réseaux de coeur. Ces réseaux sont composés d'un niveau physique sur lequel est routé un niveau virtuel. A leur tour les requêtes des utilisateurs sont routées sur le niveau virtuel. Nous abordons également la tolérance aux pannes dans les réseaux multiniveaux qui motive deux problèmes que nous avons étudiés.
Le second chapitre est consacré à la conception de réseaux virtuels. Dans un premier temps nous modélisons un problème prenant en compte la tolérance aux pannes, puis nous en étudions un sous-problème, le groupage. Notre objectif est de minimiser le nombre de liens virtuels, ou tubes, à installer pour router un ensemble de requêtes quelconque lorsque le niveau physique est un chemin orienté.
Le troisième chapitre traite des groupes de risque (SRRG) induits par l'empilement de niveaux au sein d'un réseau multiniveaux. Grâce à une modélisation par des graphes colorés, nous étudions la connexité et la vulnérabilité aux pannes de ces réseaux.
L'objet du quatrième chapitre est le problème du placement d'instruments de mesure du trafic dans le réseau d'accès d'un opérateur. Nous considérons aussi bien les mesures passives qu'actives. La surveillance du trafic possède de nombreuses applications, en particulier la détection de pannes et l'évaluation des performances d'un réseau.
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Voge, Marie-Émilie. "Optimisation des réseaux de télécommunications : réseaux multiniveaux, tolérance aux pannes et surveillance du trafic." Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4085.
Full textAbstract:
Les problèmes étudiés dans cette thèse sont motivés par des questions issues de l'optimisation des réseaux de télécommunication. Nous avons abordé ces problèmes sous deux angles principaux. D'une part nous avons étudié leurs propriétés de complexité et d'inapproximabilité. D'autre part nous avons dans certains cas proposé des algorithmes exacts ou d'approximation ou encore des méthodes heuristiques que nous avons pu comparer à des formulations en programme linéaires mixtes sur des instances particulières. Nous nous intéressons aussi bien aux réseaux de coeur qu'aux réseaux d'accès. Dans le premier chapitre, nous présentons brièvement les réseaux d'accès ainsi que les réseaux multiniveaux de type IP/WDM et l'architecture MPLS que nous considérons pour les réseaux de coeur. Ces réseaux sont composés d'un niveau physique sur lequel est routé un niveau virtuel. A leur tour les requêtes des utilisateurs sont routées sur le niveau virtuel. Nous abordons également la tolérance aux pannes dans les réseaux multiniveaux qui motive deux problèmes que nous avons étudiés. Le second chapitre est consacré à la conception de réseaux virtuels. Dans un premier temps nous modélisons un problème prenant en compte la tolérance aux pannes, puis nous en étudions un sous-problème, le groupage. Notre objectif est de minimiser le nombre de liens virtuels, ou tubes, à installer pour router un ensemble de requêtes quelconque lorsque le niveau physique est un chemin orienté. Le troisième chapitre traite des groupes de risque (SRRG) induits par l'empilement de niveaux au sein d'un réseau multiniveaux. Grâce à une modélisation par des graphes colorés, nous étudions la connexité et la vulnérabilité aux pannes de ces réseaux. L'objet du *quatrième chapitre* est le problème du placement d'instruments de mesure du trafic dans le réseau d'accès d'un opérateur. Nous considérons aussi bien les mesures passives qu'actives. La surveillance du trafic possède de nombreuses applications, en particulier la détection de pannes et l'évaluation des performances d'un réseauThis thesis is devoted to optimization problems arising in telecommunication networks. We tackle these problems from two main points of view. On the one hand we study their complexity and approximability properties. On the second hand, we propose heuristic methods, approximation algorithms or even exact algorithms that we compare with mixed integer linear programming formulations on specific instances. We are interested in backbone networks as well as access networks. In the first chapter, we briefly present access networks and IP/WDM multilayer backbone networks using the MPLS architecture. These networks are composed of a physical layer on which is routed a virtual layer. In turn, the users' requests are routed on the virtual layer. We also present multilayer network survivability issues motivating two of the questions we have studied. The second chapter is dedicated to the design of virtual networks. First we propose a mixed integer linear programming formulation with network survivability constraints. Then we study a sub-problem, the grooming problem. Our objective is to minimize the number of virtual links, needed to route a given set of requests when the physical layer is a directed path. The third chapter deals with Shared Risk Resource Groups (SRRG) induced by stacking up network layers in multilayer networks. Thanks to the colored graphs model, we study connexity and failure vulnerability of these networks. The positioning of active and passive traffic measurement points in the access network of an internet service provider is the subject of the fourth chapter
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Le, Van Viet. "Optimisation temporelle des réseaux programmables à base de LUT." Phd thesis, Grenoble INPG, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00345358.
Full textAbstract:
Cette thèse a comme objectif l'optimisation temporelle au cours du processus de synthèse des réseaux programmables à base de LUT, en particulier ceux de la famille Flex8000 d'Altera et de la famille XC4000 de Xilinx. L'optimisation temporelle consiste en deux étapes essentielles: la détection de la zone critique et la décomposition technologique orientée vitesse dans cette zone. Les nouvelles notions de zone sensible et de zone critique sont utilisées pour rechercher la zone dont l'optimisation temporelle devrait satisfaire les demandes de l'utilisateur. Un modèle prédictif réaliste du délai des chemins dans un réseau à base de LUT a été proposé. La fonction de coût proposée, exprimant bien la relation entre les entrées/sorties critiques, non critiques ou sensibles, permet à la décomposition technologique orientée vitesse d'optimiser efficacement la zone nécessaire, en augmentant très peu la surface. De plus, les réinjections contrôlées des sous-fonctions booléennes appliquées dans la zone critique permettent d'obtenir des zones de travail, destinées à une resynthèse, avec une taille convenant à la technologie considérée. L'approche proposée pour la décomposition technologique orientée vitesse en tenant compte des contraintes de l'utilisateur s'est avérée rapide et donne de bons résultats. Le gain en vitesse de l'optimisation temporelle par rapport à l'option surface est en moyenne de 32% avec une augmentation de surface de 30% seulement. Ce travail a fait l'objet d'un transfert technologique vers un système industriel de CAO, appelé ASYL+. La qualité des résultats a été démontrée en comparaison avec des outils commerciaux tels que Exemplar, Maxplus2 de la société Altera et XACT de Xilinx. Les tests sur de nombreux benchmarks donnent un gain moyen en performance temporelle d'ASYL+ sur Exemplar, Maxplus2 et XACT respectivement de l'ordre de 28%, 18% et 17%
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Munteanu, Gheorghe. "Modélisation mathématique, simulation et optimisation des réseaux de transport." Mémoire, École de technologie supérieure, 2009. http://espace.etsmtl.ca/72/1/MUNTEANU_Gheorghe.pdf.
Full textAbstract:
Les recherches sur différents phénomènes physiques ou sur différents comportements
sociaux ont motivé les chercheurs à développer des algorithmes permettant de résoudre
des problèmes d'optimisations combinatoires complexes. Ces algorithmes d'optimisation
constituent un sujet de recherche de plus en plus important tant du point de vue théorique
que pratique.
Ce projet traite le comportement des différents algorithmes sur des problèmes non
déterministes polynomiaux difficiles, tel que le problème du voyageur de commerce.
Notre objectif vise l'implantation et l'étude de l'efficacité de ces algorithmes dans un
contexte d'optimisation difficile.
Cette contribution complémente les travaux de recherches sur les études des métaheuristiques
et elle peut s'appliquer tant aux problèmes académiques qu'aux problèmes
réels.
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Brun, Olivier. "Analyse et optimisation de performance des réseaux de communication." Habilitation à diriger des recherches, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00728757.
Full textAbstract:
Les réseaux de communication jouant un rôle de plus en plus important dans nos activités quotidiennes, l'interruption des services qu'ils fournissent, ou même une degradation significative de leur qualité, deviennent de moins en moins acceptables. La sécurisation des réseaux et le contrôle de qualité de service sont ainsi devenus des enjeux majeurs qui nécessitent de réelles avancées méthodologiques dans plusieurs domaines. Nos contributions en ce sens peuvent se répartir en deux volets : d'une part celui de l'évaluation de performance et d'autre part celui de l'optimisation de réseaux. Nos travaux en évaluation de performance sont basés sur la théorie des files d'attente et sur la théorie des jeux. Ils visent le développement de modèles stochastiques analytiques ou de simulation permettant le passage à l'échelle pour l'évaluation, en régimes stationnaire et transitoire, des principales métriques de performance au niveau paquet (délai, taux de perte et gigue), mais aussi au niveau flot (nombre de sessions actives, temps de téléchargement, etc.). Ils concernent également l'analyse pire cas de la performance des stratégies de routage décentralisées. Les travaux en optimisation sont quant à eux essentiellement consacrés au développement de méthodes pour la conception de réseaux (d'accès ou de backbone) résilients, leur dimensionnement et l'optimisation de leur routage (avec OSPF ou MPLS). Les problèmes abordés étant généralement des problèmes combinatoires difficiles, avec souvent des fonctions objectifs non-linéaires, les approaches heuristiques sont privilégiées. D'autres travaux sont consacrés à l'ordonnancement de tâches strictement périodiques dans les systèmes embarqués avioniques.
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Hernandez-Rodriguez, Guillermo. "Optimisation multiobjectif de réseaux de transport de gaz naturel." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0067/document.
Full textAbstract:
L'optimisation de l'exploitation d'un réseau de transport de gaz naturel (RTGN) est typiquement un problème d'optimisation multiobjectif, faisant intervenir notamment la minimisation de la consommation énergétique dans les stations de compression, la maximisation du rendement, etc. Cependant, très peu de travaux concernant l'optimisation multiobjectif des réseaux de gazoducs sont présentés dans la littérature. Ainsi, ce travail vise à fournir un cadre général de formulation et de résolution de problèmes d'optimisation multiobjectif liés aux RTGN. Dans la première partie de l'étude, le modèle du RTGN est présenté. Ensuite, diverses techniques d'optimisation multiobjectif appartenant aux deux grandes classes de méthodes par scalarisation, d'une part, et de procédures évolutionnaires, d'autre part, communément utilisées dans de nombreux domaines de l'ingénierie, sont détaillées. Sur la base d'une étude comparative menée sur deux exemples mathématiques et cinq problèmes de génie des procédés (incluant en particulier un RTGN), un algorithme génétique basé sur une variante de NSGA-II, qui surpasse les méthodes de scalarisation, de somme pondérée et d'ε-Contrainte, a été retenu pour résoudre un problème d'optimisation tricritère d'un RTGN. Tout d'abord un problème monocritère relatif à la minimisation de la consommation de fuel dans les stations de compression est résolu. Ensuite un problème bicritère, où la consommation de fuel doit être minimisée et la livraison de gaz aux points terminaux du réseau maximisée, est présenté ; l'ensemble des solutions non dominées est répresenté sur un front de Pareto. Enfin l'impact d'injection d'hydrogène dans le RTGN est analysé en introduisant un troisième critère : le pourcentage d'hydrogène injecté dans le réseau que l'on doit maximiser. Dans les deux cas multiobjectifs, des méthodes génériques d'aide à la décision multicritère sont mises en oeuvre pour déterminer les meilleures solutions parmi toutes celles déployées sur les fronts de ParetoThe optimization of a natural gas transportation network (NGTN) is typically a multiobjective optimization problem, involving for instance energy consumption minimization at the compressor stations and gas delivery maximization. However, very few works concerning multiobjective optimization of gas pipelines networks are reported in the literature. Thereby, this work aims at providing a general framework of formulation and resolution of multiobjective optimization problems related to NGTN. In the first part of the study, the NGTN model is described. Then, various multiobjective optimization techniques belonging to two main classes, scalarization and evolutionary, commonly used for engineering purposes, are presented. From a comparative study performed on two mathematical examples and on five process engineering problems (including a NGTN), a variant of the multiobjective genetic algorithm NSGA-II outmatches the classical scalararization methods, Weighted-sum and ε-Constraint. So NSGA-II has been selected for performing the triobjective optimization of a NGTN. First, the monobjective problem related to the minimization of the fuel consumption in the compression stations is solved. Then a biojective problem, where the fuel consumption has to be minimized, and the gas mass flow delivery at end-points of the network maximized, is presented. The non dominated solutions are displayed in the form of a Pareto front. Finally, the study of the impact of hydrogen injection in the NGTN is carried out by introducing a third criterion, i.e., the percentage of injected hydrogen to be maximized. In the two multiobjective cases, generic Multiple Choice Decision Making tools are implemented to identify the best solution among the ones displayed of the Pareto fronts
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Kodjo, Alvinice. "Dimensionnement et optimisation des réseaux de collecte sans fil." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4140/document.
Full textAbstract:
L’essentiel des travaux de cette thèse porte sur les réseaux de collectes de données sans fil. Nous avons étudié différents problèmes d’optimisation dans ces réseaux qui représentent de vrais challenges pour les industriels du secteur. Le premier problème porte sur l’allocation de capacités sur les liens à coût minimum. Il a été résolu par une approche de programmation linéaire avec génération de colonnes. Notre modèle permet de résoudre des problèmes de grandes tailles. Nous avons ensuite étudié le problème du partage d’infrastructure réseau entre opérateurs virtuels avec comme objectif de maximiser les revenus de l’opérateur de l’infrastructure physique tout en satisfaisant les demandes et les contraintes de qualité de service des opérateurs virtuels clients du réseau. Dans ce contexte, nous avons proposé une formulation robuste du problème en programmation linéaire en nombres entiers mixte. Un autre point de dépenses dans ce type de réseau est la consommation d’énergie. Nous avons proposé une solution robuste, de routage basée sur la consommation d’énergie du réseau. Notre solution a été formulée en utilisant un programme linéaire en nombre entiers mixte. Nous avons aussi proposé des heuristiques afin de trouver assez rapidement des solutions pour de grandes instances. Le dernier travail de cette thèse porte sur les réseaux radio cognitifs et plus précisément sur le problème de partage de bande passante. Nous l’avons formalisé en utilisant un programme linéaire mais avec une autre approche d’optimisation robuste. Nous utilisons la méthode d'optimisation robuste à 2 niveaux pour le résoudreThe main work of this thesis focuses on the wireless backhaul networks. We studied different optimization problems in such networks that represent real challenges for industrial sector.The first issue addressed focuses on the capacity allocation on the links at minimum cost. It was solved by a linear programming approach with column generation. Our method solves the problems on large size networks. We then studied the problem of network infrastructure sharing between virtual operators. The objective is to maximize the revenue of the operator of the physical infrastructure while satisfying the quality of service constraints of virtual operators customers of the network. In this context, we proposed a robust model using mixed integer linear programming. In the following problem, we proposed a robust energy-aware routing solution for the network operators to reduce their energy consumption. Our solution was formulated using a mixed integer linear program. We also proposed heuristics to find efficient solutions for large networks. The last work of this thesis focuses on cognitive radio networks and more specifi- cally on the problem of bandwidth sharing. We formalized it using a linear program with a different approach to robust optimization. We based our solution on the 2-stage linear robust method
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Gladkikh, Egor. "Optimisation de l'architecture des réseaux de distribution d'énergie électrique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT055/document.
Full textAbstract:
Pour faire face aux mutations du paysage énergétique, les réseaux de distribution d'électricité sont soumis à des exigences de fonctionnement avec des indices de fiabilité à garantir. Dans les années à venir, de grands investissements sont prévus pour la construction des réseaux électriques flexibles, cohérents et efficaces, basés sur de nouvelles architectures et des solutions techniques innovantes, adaptatifs à l'essor des énergies renouvelables. En prenant en compte ces besoins industriels sur le développement des réseaux de distribution du futur, nous proposons, dans cette thèse, une approche reposant sur la théorie des graphes et l'optimisation combinatoire pour la conception de nouvelles architectures pour les réseaux de distribution. Notre démarche consiste à étudier le problème général de recherche d'une architecture optimale qui respecte l'ensemble de contraintes topologiques (redondance) et électrotechniques (courant maximal, plan de tension) selon des critères d'optimisation bien précis : minimisation du coût d'exploitation (OPEX) et minimisation de l'investissement (CAPEX). Ainsi donc, les deux familles des problèmes combinatoires (et leurs relaxations) ont été explorées pour proposer des résolutions efficaces (exactes ou approchées) du problème de planification des réseaux de distribution en utilisant une formulation adaptée. Nous nous sommes intéressés particulièrement aux graphes 2-connexes et au problème de flot arborescent avec pertes quadratiques minimales. Les résultats comparatifs de tests sur les instances de réseaux (fictifs et réels) pour les méthodes proposées ont été présentésTo cope with the changes in the energy landscape, electrical distribution networks are submitted to operational requirements in order to guarantee reliability indices. In the coming years, big investments are planned for the construction of flexible, consistent and effective electrical networks, based on the new architectures, innovative technical solutions and in response to the development of renewable energy. Taking into account the industrial needs of the development of future distribution networks, we propose in this thesis an approach based on the graph theory and combinatorial optimization for the design of new architectures for distribution networks. Our approach is to study the general problem of finding an optimal architecture which respects a set of topological (redundancy) and electrical (maximum current, voltage plan) constraints according to precise optimization criteria: minimization of operating cost (OPEX) and minimization of investment (CAPEX). Thus, the two families of combinatorial problems (and their relaxations) were explored to propose effective resolutions (exact or approximate) of the distribution network planning problem using an adapted formulation. We are particularly interested in 2-connected graphs and the arborescent flow problem with minimum quadratic losses. The comparative results of tests on the network instances (fictional and real) for the proposed methods were presented
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Benchaita, Walid. "Stabilisation et optimisation des réseaux de diffusion de contenu." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066593.
Full textAbstract:
Un content delivery network (CDN), ou réseau de diffusion de contenu, Sont considérés comme la solution potentielle pour délivrer le volume de contenu croissant. Bien que les solutions CDN soient progressivement intégrées à l'infrastructure réseau, elles montrent toujours des limites technologiques pour faire face au nombre croissant d'applications exigeantes et gourmande en bande passante. Dans cette thèse, la principale cible de nos contributions est le routage des requêtes, qui est un mécanisme de livraison de contenu qui a un impact clé sur l'échelle et la performance du CDN, ainsi que sur la qualité de l'expérience perçue par l'utilisateur.Nous présentons tout d'abord un schéma flexible et un algorithme d'optimisation, basé sur la théorie de Lyapunov, pour le routage des requêtes dans les CDN. Notre approche en ligne fournit une qualité de service stable aux clients, tout en améliorant les délais de livraison de contenu. Elle réduit également les coûts de transport des données pour les opérateurs et surpasse les techniques existantes en termes de gestion du trafic de pointe.Deuxièmement, pour surmonter les limites du mécanisme de redirection utilisé dans les solutions de routage de demandes, nous introduisons une nouvelle approche de diffusion de contenu intégrant des principes de réseau centré sur l'information ou Information-centric networking (ICN) sans nécessiter de changement dans le réseau sous-jacent. Cette solution améliore les performances de diffusion de contenu et permet la mise en œuvre de stratégies de routage de demandes rentablesToday, many devices are capable to capture full HD videos and use their network connections to access the Internet. The popularization of these devices and continuous efforts to increase network quality has brought a proper environment for the rise of live streaming. Associated with the large scale of Users Generated Content (UGC), live streaming presents new challenges. Content Delivery Networks (CDN)are considered as the potential solution to deliver this rising content volume. Although CDN solutions are progressively integrated with the network infrastructure, they still show technological limitations in dealing with the increasing amount of bandwidth-hungry and demanding applications. In this thesis, the main target of our contributions is request routing, which is a content delivery mechanism that has a key impact on scale and performance of the CDN, as well as on the perceived Quality of Experience (QoE). First, we present a flexible scheme and an optimization algorithm, based on Lyapunov theory, for request routing in CDNs. Our online approach provides a stable quality of service to clients, while improving content delivery delays. It also reduces data transport costs for operators and outperforms existing techniques in terms of peak traffic management.Second, to overcome the limitations of the redirection mechanism used in current request routing solutions, we introduce a new approach to content delivery incorporating Information-Centric Networking (ICN) principles without requiring any change in the underlying network. This solution improves content delivery performance and enables the implementation of cost efficient request routing strategies
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Daher, Alaa. "Optimisation des réseaux cellulaires pour les communications professionnelles critiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLT009/document.
Full textAbstract:
Les communications professionnelles et critiques sont établies soit entre utilisateurs du secteur de la sûreté publique soit entre acteurs opérants des infrastructures critiques. Du fait des fortes exigences en termes de couverture, de priorité d’accès, de fiabilité et de résilience, sans oublier les services supplémentaires pour les utilisateurs professionnels, ces communications utilisent généralement les technologies PMR (Professional Mobile Radio). Vu la croissance des demandes de services, des changements importants sont attendus dans le domaine de la PMR. Les technologies PMR historiques échouent en effet à fournir des services à débits de données élevés, tels que les services vidéos et le transfert de photos. Ainsi, l’adaptation des technologies utilisées par les opérateurs commerciaux à la PMR apparaît comme une solution prometteuse. D’autre part, la prochaine génération de réseaux cellulaires prévoit une nouvelle variété d’applications et de services, dont les exigences de performances sont extrêmement hétérogènes. Ils se classent en trois groupes: enhanced Mobile BroadBand (eMBB), massive Machine-Type Communications (mMTC) et Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC). Récemment, les communications critiques ont été classées dans dans la famille URLLC des cas d’usage car elles sont prioritaires par rapport aux autres types de communications dans le réseau.Dans ce contexte, nous concentrons à renforcer la couverture des réseaux radio fournissant des communications de groupe, service essentiel fournit par les technologies PMR, afin de satisfaire les besoins. Tout d’abord, on évalue la performance des transmissions unicast et multicast, c’est à dire, les transmissions Multicast/Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) et Single-Cell Point-To-Multipoint (SC-PTM), en termes de qualité radio, d’efficacité spectrale du système et de couverture de cellules, tout en considérant des configurations MBSFN statiques. Puis, nous étudions un modèle analytique pour estimer le Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) dans un réseau MBSFN.En outre, nous proposons un algorithme simple de répétitions sans requête, comme alternative à l’algoritgme Hybrid Automatic Repeat re-Quest (HARQ), afin d’améliorer la couverture du réseau en présence de communications de groupe. En considérant les caractéristiques du canal radio, ainsi que les contraintes de délai de service, nous justifions que notre modèle fournit un important gain par rapport aux algorithmes de répétitions traditionnels.Enfin, on évalue le compromis entre la couverture et la capacité d’un réseau utilisant les transmissions multicast, qui évolue en fonction de la taille du cluster de stations serveuses. On formule alors un problème d’optimisation dont l’objectif est de maintenir une probabilité de blocage acceptable du système, tout en maximisant le SINR moyen du groupe d’utilisateurs. Pour chaque groupe, on choisit le cluster de cellules d’une manière dynamique, en se fondant sur la minimisation d’une fonction sous-modulaire, qui prend en compte le trafic de chaque cellule du réseau à travers certains poids, ainsi que le SINR moyen du groupe. Ces poids sont optimisés au moyen de la méthode Nelder-Mead, dans le but de diriger la probabilité de blocage vers un certain seuil. Les résultats obtenus montrent l’importance du regroupement dynamique des cellules dans l’amélioration de la capacité et la couverture du systèmeBusiness- and mission-critical communications are communications between professional users either from the public safety sector or operating critical infrastructures. Owing to special coverage, priority access, reliability and resilience requirements, as well as additional services for professional users, these communications are conveyed by Professional Mobile Radio (PMR) networks. Driven by the demand growth, significant changes are taking place in the PMR industry. The existing PMR technologies are indeed not well suited to provide high data rates mobile services like video and photo transfers; hence, the adoption of commercial technologies for mission-critical communications is gaining strong momentum. On the other hand, the next generation cellular networks are envisioned to support a large variety of applications and services with heterogeneous performance requirements, i.e., enhanced Mobile BroadBand (eMBB), massive Machine-Type Communications (mMTC) and Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC). Recently, mission-critical communications have been classified in a URLLC use case family, characterized by the need to a higher priority over other communications in the networks.In this context, we focus on enhancing the coverage of wireless networks providing group communications, the main service allowed by PMR networks, taking advantage of the current technologies (e.g. Multimedia Broadcast/Multicast Service), to meet the mission-critical communications needs. First, we evaluate the performance of unicast and multicast transmission techniques, i.e., the Multicast/Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) and Single-Cell Point-To-Multipoint (SC-PTM), in terms of radio quality, system spectral efficiency and cell coverage, assuming static MBSFN configurations. Then, we introduce an analytical model to derive an approximate closed-form formula of the Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) in a MBSFN network.Furthermore, we propose a simple repetition scheme without request, as an alternative to Hybrid Automatic Repeat re-Quest (HARQ), in the aim of improving the network coverage in presence of group communications. By considering the wireless channel characteristics, as well as the service delay constraints, we show that our proposed scheme provides significant gains over traditional repetition schemes.Finally, we assess the trade-off in the cluster’s size of serving cells which arises between network coverage and capacity in multi-point transmissions. We formulate an optimization problem to maintain an acceptable system blocking probability, while maximizing the average SINR of the multicast group users. For group calls, a dynamic cluster of cells is selected based on the minimization of a submodular function that takes into account the traffic in every cell through some weights and the average SINR achieved by the group users. Traffic weights are then optimized using a Nelder-Mead simplex method with the objective of tracking a blocking probability threshold. Results show the importance of dynamic clustering in improving system capacity and coverage
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Agha, Khaldoun Al. "Optimisation des ressources pour réseaux mobiles à haut débit." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1998. http://www.theses.fr/1998VERS0016.
Full textAbstract:
Du fait de l'étroite bande passante affectée au lien de transmission radio, L'optimisation de l'allocation de ressources dans les réseaux mobiles s'avère cruciale pour pouvoir y intégrer le support haut dépit. En effet, la diminution de la taille des cellules permet une réutilisation des ressources plus importante et demultiplie le nombre de transferts intercellulaires. Ceci implique une gestion complexe des ressources à travers les stations de base. Cette thèse s'est donc proposée d'étudier les schémas d'allocation existants, et d'élaborer des solutions pour les adapter aux variations de trafic, par essence, instantanées et peu prévisibles dans les réseaux sans fil. Tout d'abord, l'attention s'est portée sur le schéma fixe d'allocation. Partant de ce schéma, a été proposée une nouvelle méthode fixe d'allocation qui permet d'équilibrer la charge du trafic, souvent non uniforme, en fonction des ressources disponibles. Cet ajustement s'est appuyé sur un concept de seuil d'alarme géré par un système multi-agent. Les effort se sont ensuite concentrés sur le schéma d'allocation hybride, en particulier sur la répartition fixe et dynamique des ressources aux stations de base. Cette répartition étant invariable dans le temps, La démarche a consisté à la rendre flexible et à la faire évoluer en fonction du temps et par apprentissage. Pour ce faire, une architecture watm intégrant un système multi-agent a été conçue, laquelle a permis de réaliser un nouveau schéma capable d'offrir une répartition adaptative et qui prend en considération les conditions de trafic du réseau. Cette thèse s'est achevée sur la mise au point de trois schémas dynamiques issus du channel ségrégation. Fondés sur la communication entre les stations de base avoisinantes, ces schémas sont capables d'offrir plusieurs qualités de service à différentes classes de trafic. En effet, les agents intelligents installés dans les stations de base coopèrent pour se partager les ressources avec un minimum de conflitsDu fait de l'etroite bande passante affectee au lien de transmission radio, l'optimisation de l'allocation de ressources dans les reseaux mobiles s'avere cruciale pour pouvoir y integrer le support haut debit. En effet, la diminution de la taille des cellules permet une reutilisation des ressources plus importante et demultiplie le nombre de transferts intercellulaires. Ceci implique une gestion complexe des ressources a travers les stations de base. Cette these s'est donc proposee d'etudier les schemas d'allocation existants, et d'elaborer des solutions pour les adapter aux variations de trafic, par essence, instantanees et peu previsibles dans les reseaux sans fil. Tout d'abord, l'attention s'est portee sur le schema fixe d'allocation. Partant de ce schema, a ete proposee une nouvelle methode fixe d'allocation qui permet d'equilibrer la charge du trafic, souvent non uniforme, en fonction des ressources disponibles. Cet ajustement s'est appuye sur un concept de seuil d'alarme gere par un systeme multi-agent. Les effort se sont ensuite concentres sur le schema d'allocation hybride, en particulier sur la repartition fixe et dynamique des ressources aux stations de base. Cette repartition etant invariable dans le temps, la demarche a consiste a la rendre flexible et a la faire evoluer en fonction du temps et par apprentissage. Pour ce faire, une architecture watm integrant un systeme multi-agent a ete concue, laquelle a permis de realiser un nouveau schema capable d'offrir une repartition adaptative et qui prend en consideration les conditions de trafic du reseau. Cette these s'est achevee sur la mise au point de trois schemas dynamiques issus du channel segregation. Fondes sur la communication entre les stations de base avoisinantes, ces schemas sont capables d'offrir plusieurs qualites de service a differentes classes de trafic. En effet, les agents intelligents installes dans les stations de base cooperent pour se partager les ressources avec un minimum de conflits
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Senouci, Sid-Ahmed Benali. "Optimisation et prédiction temporelles sur les réseaux programmables CPLD." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1998. http://www.theses.fr/1998ECDL0051.
Full textAbstract:
L'avenement des technologies programmables au debut des annees 80 a marque l'evolution de la conception et du marche de l'electronique numerique. Cet essor exige des methodes de synthese et d'optimisation specifiques a chaque cible et a chaque architecture. C'est dans ce cadre, que cette these propose des methodes de manipulations booleennes et de floorplanning avec attention particuliere accordee aux aspects temporels. En effet, les contraintes des applications implantees sur les cibles cpld (complex programmable logic devices), sont d'ordre temporel. Outre la mise en oeuvre des dites methodes, l'estimation temporelle proposee n'a de valeur que si elle est credible. Pour cela, l'etude s'est etendue aux liens entre la synthese et le placement et routage. Les resultats experimentaux montrent que l'ensemble de l'approche forme un tout coherent, efficace et mathematiquement rigoureux. Les travaux presentes dans cette these font partie integrante des outils livres par les constructeurs de ces technologies a savoir atmel et vantis.
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Jiang, Fei. "Optimisation de la topologie de grands réseaux de neurones." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112211.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous présentons notre étude concernant l'influence de la topologie sur les performances d'apprentissage des réseaux de neurones à topologie complexe. Trois réseaux de neurones différents ont été étudiés : le classique « Self-Organizing Maps » (SOM) avec topologie non-régulière complexe, le « Echo States Network » (ESN) et le « Standard Model Features » (SMF). Dans chaque cas, nous avons commencé par comparer les performances de différentes topologies pour la même tâche. Nous avons ensuite essayé d'optimiser la topologie de certains réseaux de neurones afin d'améliorer ces performances. La première partie traite des Cartes Auto-Organisatrices (SOMs) et la tâche est la classification des chiffres manuscrits de la base de MNIST. Nous montrons que la topologie a un faible impact sur les performances et la robustesse aux défaillances du neurone, du moins pour l'apprentissage à longue durée. La performance peut cependant être améliorée de près de 10% par évolution artificielle de la topologie du réseau. Dans nos conditions expérimentales, les réseaux évolués sont "plus aléatoires" que les réseaux de départ, et affichent une distribution des degrés plus hétérogène. Dans la seconde partie, on propose d'appliquer CMA-ES, la méthode "état de l'art" pour l'optimisation évolutionnaire continue, à l'apprentissage évolutionnaire des paramètres d'un Echo States Network. Sont ainsi optimisés les poids de sortie, bien sûr, mais aussi, le Rayon Spectral et/ou les pentes de la fonction d'activation des neurones). Tout d'abord, un problème standard d'apprentissage supervisé est utilisée pour valider l'approche et la comparer à celle d'origine. Mais la flexibilité de l'optimisation évolutionnaire nous permet d'optimiser non seulement les poids de sortie, mais également, ou alternativement, les autre paramètres des ESN, menant parfois à des résultats améliorés. Le problème classique de l'équilibre du « double pôle » est utilisé pour démontrer la faisabilité de l'apprentissage par renforcement évolutionnaire des ESN. Nous montrons que l'ESN évolutionaire obtient des résultats qui sont comparables à ceux des meilleures méthodes de l'apprentissage de topologie et de l'évolution de neurones. Enfin, la dernière partie présente notre recherche initiale de la SMF - un modèle de reconnaissance d'objets visuels qui est inspirée par le cortex visuel. Deux versions basées sur SMF sont appliquées au problème posé dans un des Challenges PASCAL – Visual multi-Object Challenge (VOC2008). Notre but sur le long terme est de trouver la topologie optimale du modèle SMF, mais le coût de calcul est pour l'instant trop important pour optimiser la topologie complète directement. Dans un premier temps, donc, nous appliquons un algorithme évolutionnaire pour sélectionner automatiquement les caractèristiques utilisés par les systèmes. Nous montrons que, pour le défi VOC2008, avec seulement 20% caractèristiques choisies, le système fonctionne aussi bien qu'avec la totalité des 1000 caractèristiques choisies au hasardIn this dissertation, we present our study regarding the influence of the topology on the learning performances of neural networks with complex topologies. Three different neural networks have been investigated: the classical Self-Organizing Maps (SOM) with complex graph topology, the Echo States Network (ESN) and the Standard Model Features(SMF). In each case, we begin by comparing the performances of different topologies for the same task. We then try to optimize the topology of some neural network in order to improve such performance. The first part deals with Self-Organizing Maps, and the task is the standard classification of handwritten digits from the MNIST database. We show that topology has a small impact on performance and robustness to neuron failures, at least at long learning times. Performance may however be increased by almost 10% by artificial evolution of the network topology. In our experimental conditions, the evolved networks are more random than their parents, but display a more heterogeneous degree distribution. In the second part, we propose to apply CMA-ES, the state-of-the-art method in evolutionary continuous parameter optimization, to the evolutionary learning of the parameters of an Echo State Network (the Readout weights, of course, but also, Spectral Radius, Slopes of the neurons active function). First, a standard supervised learning problem is used to validate the approach and compare it to the original one. But the flexibility of Evolutionary optimization allows us to optimize not only the outgoing weights but also, or alternatively, other ESN parameters, sometimes leading to improved results. The classical double pole balancing control problem is used to demonstrate the feasibility of evolutionary reinforcement learning of ESN. We show that the evolutionary ESN obtain results that are comparable with those of the best topology-learning neuro-evolution methods. Finally, the last part presents our initial research of the SMF - a visual object recognition model which is inspired by the visual cortex. Two version based on SMF are applied to the PASCAL Visual multi-Object recognition Challenge (VOC2008). The long terms goal is to find the optimal topology of the SMF model, but the computation cost is however too expensive to optimize the complete topology directly. So as a first step, we apply an Evolutionary Algorithm to auto-select the feature used by the systems. We show that, for the VOC2008 challenge, with only 20% selected feature, the system can perform as well as with all 1000 randomly selected feature