Dissertations / Theses on the topic 'Problème de conception des réseaux de distribution'

Les préoccupations liées au développement durable influencent de plus en plus le comportement des clients ainsi que les stratégies des entreprises. Ainsi, l'optimisation des réseaux de distribution par la collaboration horizontale devient une nécessité. Après une analyse exhaustive de la littérature, nous avons constaté que la plupart des travaux proposant des approches quantitatives abordent le niveau de décision opérationnelle par le biais de l'optimisation de la planification du transport. Par conséquent, nous traitons dans cette thèse les deux niveaux de décision : stratégique et tactique. Le premier niveau est étudié à travers le problème de conception des réseaux de distribution collaboratifs, tandis que le deuxième niveau s'intéresse au problème de répartition des coûts et des émissions de CO2. En outre, nous pensons que réduire tous les aspects de la durabilité en un seul objectif n'est pas recommandé. Dans ce contexte, nous abordons les deux problèmes en tenant compte de la durabilité économique, environnementale et sociale. Nous proposons des modèles mathématiques pour concevoir des réseaux de distribution à deux et à trois échelons. Par ailleurs, l'implication des indicateurs de durabilité lors du partage des bénéfices permet de récompenser les partenaires qui participent au mieux à la durabilité. Dans ce contexte, nous avons développé deux approches qui utilisent les niveaux de durabilité et de flexibilité de chaque partenaire dans le but de répartir d'une manière équitable les bénéfices de la collaboration. D'autre part, plusieurs scénarios sont comparés sur la base des indicateurs proposés. Au niveau de la résolution des modèles mathématiques, l'optimisation mono-objectif est effectuée d'une façon exacte et en utilisant l'algorithme génétique et le recuit simulé, tandis que l'optimisation multi-objectif est réalisée par la méthode ε-contrainte et le NSGA-II. Les résultats et les analyses obtenus montrent que la collaboration offre toujours une meilleure performance par rapport à la non-collaboration sur tous les niveaux de durabilité. Plusieurs décisions managériales sont présentées pour appliquer correctement la collaboration horizontale et améliorer davantage sa performance en termes de durabilité
Sustainability issues are increasingly influencing customer behavior and corporate strategy. Consequently, the optimization of distribution networks through horizontal collaboration is becoming a necessity. After a comprehensive review of the literature, we found that most studies proposing quantitative approaches address the operational decision level through the optimization of transport planning. Therefore, in this thesis we deal with both strategic and tactical decision levels. The first level is studied by the collaborative distribution network design problem, while the second level is studied by the cost and CO2 emission allocation problem. Furthermore, we believe that reducing all sustainability dimensions to a single objective is not desirable. In this context, we address both problems by taking into account economic, environmental and social sustainability. We have developed mathematical models to design two- and three-echelon distribution networks. In addition, the inclusion of sustainability indicators in the profit-sharing process makes it possible to reward partners who best contribute to sustainability. In this context, we have developed two approaches that use the levels of sustainability and flexibility of each partner in order to distribute the benefits of the collaboration in a fair way. Furthermore, several scenarios are compared on the basis of the proposed indicators. Regarding the resolution of the mathematical models, the single-objective optimization is carried out in an exact way and by using the genetic algorithm and the simulated annealing, while the multi-objective optimization is carried out by the ε-constraint method and the NSGA-II. The results and analyses obtained show that collaboration always provides better performance compared to non-collaboration on all sustainability levels. Several managerial decisions are presented to properly apply horizontal collaboration and further improve its sustainability performance

L'objet de notre projet de recherche est le développement d'un modèle de conception d'un réseau de distribution composé de trois niveaux : les usines, les centres de distribution (CD) et les clients. Nous supposons que le nombre et la localisation des usines ainsi que le nombre et la localisation des clients sont connus. Etant donné la demande des clients et une liste de CD potentiels, l'objectif est de déterminer la localisation des CD à ouvrir et d'y affecter les clients de manière à minimiser le coût total. En termes de modélisation, nous considérons divers aspects opérationnels qui sont inspirés d'une étude de cas dans l'industrie automobile. Ces aspect ont été pris en compte séparément dans la littérature mais jamais combinés dans un même modèle. Plus particulièrement, nous introduisons un " clustering " en prétraitement afin de modéliser les tournées de camions. Nous intégrons également des contraintes de volume minimum sur les axes de transport, des contraintes de volume minimum et de capacité maximale sur les centres de distribution, des contraintes de distance de couverture maximale et des contraintes d'uni-affectation. Par ailleurs, nous étudions une extension multi-périodes du problème en utilisant un " clustering " dynamique pour modéliser des tournées de camions multi-périodes. En termes de résolution, comme le problème étudié est NP-difficile au sens fort, nous proposons différentes méthodes heuristiques performantes basées sur la relaxation linéaire. A travers les tests effectués, nous montrons que ces méthodes fournissent des solutions proches de l'optimale en moins de temps de calcul que l'application directe d'un solveur linéaire. Nous analysons également la structure des réseaux de distribution obtenus et nous comparons les résultats issus de plusieurs versions du modèle afin de montrer la valeur ajoutée du " clustering " ainsi que de l'approche multi-périodes.

Dans le domaine aéronautique, la dernière décennie a été marquée par une augmentation constante et progressive du taux d'électrification des systèmes embarqués. L'avion plus électrique est aujourd'hui vu comme un axe d'amélioration majeure pour l'industrie aéronautique permettant d'atteindre des objectifs toujours plus ambitieux : réduction de l'impact environnemental, rationalisation des coûts de maintenance... Dans ce contexte, le réseau de distribution électrique joue un rôle majeur. Les architectes doivent imaginer de nouveaux concepts architecturaux afin d'assurer le " service " de fourniture d'électricité tout en minimisant la masse et le coût. Ainsi les travaux de cette thèse proposent des méthodes d'aide à la conception pour les architectes de réseau. Le manuscrit se divise en 2 parties pouvant être vues comme 2 études distinctes et qui sont introduites dans le chapitre 1. La 1ère partie, traitée dans les chapitres 2 et 3, développe des méthodes et outils afin de résoudre de manière automatique et optimale 2 tâches de l'architecte : la définition des reconfigurations du réseau et l'identification de l'allocation des charges. La formalisation de ces 2 problématiques met en lumière une caractéristique commune : l'explosion combinatoire. Ainsi les résolutions sont réalisées à l'aide de méthodes issues de la recherche opérationnelle. Un processus général est défini afin de traiter les 2 tâches de manière consistante. Les aspects liés à la reconfiguration sont traités à l'aide de : la théorie des graphes pour modéliser la connectivité du réseau, un système expert capturant les règles métiers et la programmation linéaire sélectionnant les reconfigurations les plus performantes. La méthode a été appliquée avec succès sur des réseaux avions existants (A400M et A350) ainsi que sur des réseaux plus électriques prospectifs. La deuxième tâche consistant en l'allocation des charges a été résolue à l'aide de méthodes stochastiques. L'algorithme génétique utilisant une méthode de nichage se révèle être le plus performant en proposant à l'architecte réseau des solutions performantes et variées. La 2ème partie, traitée dans le chapitre 4, s'intéresse à un nouveau concept le " cœur électronique modulaire et mutualisé ". Cet organe de distribution, étroitement lié à l'avion plus électrique, se caractérise par la mutualisation de " m " modules électronique de puissance pour " c " charges électriques. Les méthodes développées dans le chapitre 4 vise à concevoir de manière optimale ce nouveau cœur en ayant 2 degrés de liberté : le nombre " m " de modules et les reconfigurations entre les " m " modules et les " c " charges. De nouveau, la formalisation du problème met en évidence l'explosion combinatoire à laquelle est confronté le concepteur. Le principal objectif de cette étude est de proposer un cadre méthodologique pour la résolution de ce problème de conception. Ainsi une heuristique a été développée pour résoudre ce problème combinatoire. Une attention particulière a été portée pour développer des modèles de composants simples et génériques dans une procédure générale organisée. Enfin une cartographie a été réalisée afin de dégager d'une part les formes de solutions les plus performantes et d'identifier les éléments ayant les impacts les plus significatifs sur la masse du système complet.

Face à la forte concurrence internationale, de nombreuses entreprises manufacturières orientent leurs investissements vers les marchés africains pour accroître leur part de marché et rester compétitives sur le marché mondial. Ces marchés sont effet en plein essor mais demandent des produits de grande diversité. En dépit de cette attractivité, les flux commerciaux en Afrique demeurent faibles en raison de la faible qualité des infrastructures et de l’absence d’écosystèmes logistiques régionaux connectant les pays africains de manière fiable et efficace.C’est pourquoi cette thèse de doctorat s’intéresse à la modélisation et à la résolution du problème de conception de réseaux de distribution hybrides en Afrique, intégrant des plateformes de distribution et de personnalisation finale des produits. Ces réseaux incluent, en amont, des hubs régionaux servant de porte d’entrée vers les marchés d’une région continentale. Le report de la personnalisation finale en aval du réseau logistique permet de réduire les délais de livraison aux marchés et le coût de distribution tout en maintenant une économie d’échelle. La méthodologie que nous proposons repose sur deux grands axes de recherche :▪ Le premier axe vise à définir la localisation des hubs logistiques régionaux, sur la base d’une analyse multicritères floue, version améliorée de TOPSIS floue et d'AHP ;▪ Le deuxième axe aborde conception de réseaux de distribution hybrides servant des marchés fortement diversifiés (exemple : marchés des engrais). Nous avons proposé deux nouveaux modèles d'optimisation multi-objectifs minimisant le coût total d’exploitation et d’investissement, maximisant la proximité des produits aux marchés et minimisant les dommages sur les produits finis durant leur distribution. Le premier modèle est déterministe tandis que le deuxième propose une conception flexible alignée sur la dynamique et l’incertitude de l’évolution des marchés africains
In the context of intense international competition, many manufacturing firms are directing their investments toward African markets to increase their market share and maintain their competitiveness in the global market. These markets are rapidly growing but require customized products. Despite their attractivity, trade flows in Africa remain low due to the poor quality of infrastructure and the lack of regional logistic ecosystems, connecting African countries through reliable and efficient services.This doctoral thesis therefore focuses on modelling and solving the problem of designing hybrid distribution networks in Africa, integrating distribution and final customization platforms. These networks incorporate, upstream, regional hubs that serve as gateways to regional markets. The postponement of final customization downstream of the logistics network reduces the delivery times and downstream distribution costs while maintaining upstream economies of scale.The methodology we suggest is based on two main areas of research:▪ The first axis aims to define the location of regional logistics hubs, based on a fuzzy multi-criteria analysis approach, which is an improved version of TOPSIS fuzzy and AHP;▪ The second axis focuses on the design of hybrid distribution networks serving highly diversified markets in Africa (for example: fertilizer markets). To this aim, we propose two new multi-objective optimization models minimizing total operating and investment costs, maximizing product proximity to markets and minimizing damage to finished products during their distribution. The first model is deterministic while the second one proposes a flexible design in response to the dynamics and uncertainty of the evolution of African markets

Le réseau de distribution électrique français, construit dans une optique de desserte d'électricité depuis les centrales de production en amont, vers les consommateurs en aval, est aujourd'hui le lieu de transits d'énergie multi-sens et dont la charge instantanée dépend à la fois des consommations et des productions locales. Il faut donc moderniser les modèles d'exploitation des réseaux actuellement utilisés.C'est dans ce contexte que le gestionnaire du réseau de distribution de la Vienne SRD, et les différentes équipes du laboratoire LIAS, ont cherché à mettre en place un outil d'optimisation des schémas d'exploitation des réseaux de distribution d'électricité de la VIENNE.Dans cette thèse, le trnvt1il s'est porté principalement sur la modélisation du problème et non sur les méthodes de résolution. En effet, le contexte industriel du développement de l'outil d'optimisation du réseau a permis de se rapprocher au mieux de la réalité des informations disponibles concernant le réseau électrique. Et il est apparu plus pertinent d'utiliser des méthodes de résolution exactes tout en recherchant à simplifier le modèle complexe de représentation du réseau électrique. Ainsi,un modèle simple d'optimisation basé sur le problème de Bot à coût minimum a été mis en place et une étude comparative a été réalisée avec les modèles complexes présents dans la littérature.Ce premier modèle a été reformulé et rendu convexe et quadratique, et permet ainsi d'obtenir des performances supérieures en terme de temps de résolution à solution égale. Le problème d'optimisation simplifié a aussi été élaboré pour permettre de prendre en compte un horizon de temps dans l'optimisation du réseau électrique', afin de prendre en compte des profils de consommation et de production au cours du temps. En effet, ceci permet ainsi de prendre en compte des variations liées au comportement des consommateurs et des producteurs reliés au réseau.Et pour finir. ces modèles d'optimisation ayant pour objectif d'être inséré dans un outil d'aide à la décision pour une utilisation dans un contexte industriel. différentes contraintes liées à l'exploitation des réseaux électriques ont été insérées au modèle.Différents cas d'études issus de la littérature sont présentés pour valider la pertinence du modèle au regard des méthodes existantes. Nous avons pu expérimenter en simulation notre optimisation de réseau sur données de réseaux réels, ce qui a démontré l'applicabilité de la démarche à des problèmes de tailles importantes correspondant à la réalité du réseau électrique de SRD
The French electrical distribution network was originally built to bring electricity from very large producers to consumers, but it has now become a place of multi-directional energy flows that rely on local production and consumption. Because of this new situation, the way of operating electrical networks needs to be renewed. In light of this, the local Distribution System Operator (SRO) of the French department Vienne and the different teams of the LIAS laboratory have worked together on the development of a distribution network configuration optimization tool. In this thesis the majority of the work was focused on the modeling part of the problem rather than on the development of new optimization methods. The industrial root of this project gave the opportunity to be very close to the reality of the available network data. Based on those observations,it was more consistent to use exact and precise optimization methods to solved simplified versions of the complex electrical network models.Thus a simple optimization model based on the minimum cost flow problem was developed, and a comparative study between the developed model and state of the art more complex one was led. This simple model was reformulated to become convex and quadratic and to reach better resolution time performances with the same solutions. This optimization problem was developed to take into account a time horizon factor into the optimization of the operation planning of the distribution network. The time horizon factor aim to represent the production and consumption variation over a selected period. Finally. because this model has to be integrated into a decision making helping tool that will be used by the DSO SRD several operational constraints were added into the optimization model. Several state of the art case studies arc presented to validate the model accuracy regarding existing methods. Simulation experiments were done on real networks data to show the applicability of the proposed optimization model over large scale case studies which correspond to the DSO SRO reality

Cette thèse porte sur le partitionnement parallèle de graphes et essentiellement sur son application à la renumérotation de matrices
creuses.

Nous utilisons pour résoudre ce problème un schéma multi-niveaux dont nous avons parallélisé les phases de contraction et d'expansion.

Nous avons ainsi introduit pour la phase de contraction un nouvel algorithme de gestion des conflits d'appariements distants, tout en
améliorant les algorithmes déjà existants en leur associant une phase
de sélection des communications les plus utiles.

Concernant la phase d'expansion, nous avons introduit la notion de graphe bande qui permet de diminuer de manière très conséquente la taille du problème à traiter par les algorithmes de raffinement. Nous avons généralisé l'utilisation de ce graphe bande aux implantations séquentielles et parallèles de notre outil de partitionnement Scotch.

Grâce à la présence du graphe bande, nous avons proposé une utilisation nouvelle des algorithmes génétiques dans le cadre de
l'expansion en les utilisant comme heuristiques parallèles de raffinement de la partition.

Dans le cadre de cette thèse, le processus de conception d'un avion est vu comme un problème de satisfaction ou d'optimisation sous contraintes, avec des contraintes issues des besoins exprimés par les utilisateurs, des réglementations et des limitations technologiques. L'objectif de cette thèse est d'étudier comment les techniques de programmation par contraintes et de propagation de contraintes sur des variables à domaines discrets ou continus peuvent aider au processus de conception, plus particulièrement dans l'étape conceptuelle. Dans cette thèse, nous proposons un cadre de représentation et de résolution du problème de conception basé sur la programmation par contraintes et une représentation objet. Dans ce cadre, nous avons proposé une approche probabiliste pour prendre en compte les paramètres incertains, puis une approche à base d'approximation par réseaux de neurones pour prendre en compte les connaissances existantes sous forme de tableaux de valeurs ou de codes de calcul.

Le « transshipment (latéral) d’urgence » au sein des réseaux de distribution consiste à organiser les transferts de stocks entre les détaillants pour faire face aux situations de rupture. Sa mise en œuvre amène à arrêter une stratégie appropriée et à harmoniser ses paramètres avec la politique et paramètres de gestion des stocks, dans l’objectif de garantir un taux de satisfaction des demandes clients au moindre coût. Le présent travail se situe dans ce contexte et s’est focalisé sur l’analyse des apports de la mise en œuvre du transshipment d’urgence dans un système de pilotage de flux tirés par des demandes clients probabilistes, avec des politiques locales de gestion de stock du type (R, s, S). Notre étude a porté sur trois structures différentes de réseau : système de stock à deux échelons et à deux détaillants, avec coût unitaire de transshipment ; système de stock à deux échelons et à détaillants multiples, avec coût fixe de transshipment ; système de stock multi échelons à deux détaillants, avec coût fixe de transshipment. Pour chacune de ces structures, nous avons analysé le comportement du système pour différentes combinaisons des paramètres d’entrée (délais d’approvisionnement, écarts types de la demande et nombre des détaillants) et des paramètres de coût (commande, possession, rupture et transshipment). Nous avons visé à déterminer, sur un horizon fini de périodes, les seuils de stocks (s et S chez les détaillants et chez le centre de distribution) qui minimisent le coût total du système tout en garantissant un taux de service désiré. Dans ce cadre, quatre politiques de transshipment (« tout ou rien », « complete pooling standard », « complete pooling plafonné » et « complete pooling conditionné ») ont été explorées. L’étude est d’abord ébauchée selon une approche analytique puis approfondie par l’élaboration et l’expérimentation de modèles dont la résolution est basée sur la simulation-optimisation
The lateral emergency transshipment in distribution systems consists in organizing inventory transferts between retailers to face shortage situations. Its implementation leads to adopt an appropriate transhipment policy and harmonize its parameters with inventory policy parameters and inventory control policy. The objective is to ensure a desired service level at minimum cost. Thie work is situated in this context and focused on the analysis of emergency transhipment benefits in distribution systems faced to random customers demand. Each retailer used an (R,s,S) inventory control policy. Our study is related to three different distribution systems structure : two echelons two retailers inventory system with unit transhipment cost; two echelons multi retailers inventory system with fixed transhipment cost; multi echelons multi retailers inventory system with fixe transhipment cost. For each of these structures we analyzed the sensibility of system behaviour to input parameters. Our objective is to determine on a finite horizon the inventory parameters (s, S) that minimize total cost under service level condition

La sedimentation dans les canaux d'irrigation du pakistan perturbe fortement la distribution et requiert des couts d'entretien tres eleves. Ce memoire etudie le transport des sediments au sein de reseaux d'irrigation dans le but de mieux les concevoir ou les gerer. Une campagne de mesures conduite sur une portion de perimetre irrigue du pakistan permet de caracteriser le fonctionnement de celui-ci : apports solides, granulometrie des materiaux transportes et deposes, fonctionnement des ouvrages de repartition, dynamique de la sedimentation. Un modele de simulation hydrodynamique monodimensionnel du transport des sediments est ensuite developpe. Il permet de representer le transport et le depot des sediments, l'evolution du lit, la repartition aux ouvrages de distribution. Au sein d'un bief, l'evolution des charges solides repose sur une loi de transport a l'equilibre couplee a une loi de chargement ; aux diffluences, le modele de repartition utilise une approche mecaniste. On distingue les dynamiques des differentes classes transportees. Le modele est cale pour plusieurs lois de transport, valide et analyse sur un canal distributeur du pakistan. Les applications a la maintenance et la conception des reseaux d'irrigation sont presentees sur trois cas concrets ou le modele est dans un premier temps cale et discute. L'outil developpe peut alors etre utilise pour ameliorer la strategie du curage et la conception d'un perimetre ou comparer plusieurs scenarios de gestion.

Etudes sur des problèmes de conception de réseau .Ce travail trouve sa motivation dans le grand nombre d’applications liées aux problèmes deconception de réseau, ainsi que dans leur complexités. En particulier, nous nous focalisonsur deux problèmes de conception de réseau, le Fixed Charge Uncapacitated NetworkDesign Problem with User-optimal Flow (FCNDP-UOF) et le Transmission ExpansionPlanning Problem with Redesign (TEPR). Bien qu’appartenant tout deux à la classe desproblèmes de conception de réseau, ils ont des structures différentes et spécifiques qui lesrendent intéressants.Le FCNDP-UOF est relatif au transport de produits dans les grands centres urbainset peut être modélisé comme un problème de programmation linéaire discret à deuxniveaux. Ce type de problème implique deux agents agissant simultanément plutôt queséquentiellement lors de la prise décisions. Au niveau supérieur, le leader est chargéde choisir un sous-ensemble d’arrêtes qui seront ouvertes afin de minimiser la somme descoûts fixes (d’ouverture d’arrête) et variable (de transport des commodités sur les arrêtes).Au niveau inférieur, le suiveur doit choisir un ensemble de plus courts chemins dans leréseau, par lesquels les produits seront envoyé. L’effet d’un agent sur l’autre est indirect:la décision du suiveur est affectée par le réseau conçu par le niveau supérieur, alors quela décision du leader est affectée par les coûts variables imposés par les chemins établisau niveau inférieur.Le TEPR est un problème permettant d’établir une stratégie d’expansion des réseaux detransport d’électricité en ajoutant ou supprimant des lignes de transmission. Au contrairedes autres problèmes de conception de réseau, tels que les problème des transport public,de transport de marchandises (problème de tournées de véhicules), transport de données(conception de réseau de télécommunication), l’ajout d’une ligne de transmission peutrendre impraticable une configuration qui avant etait réalisable. Cette caractéristique estdue au fait que le gestionnaire du réseau ne peut pas choisir la façon dont les lignes detransmission seront utilisées. Il ne peut agir que sur la répartition de la production etn’affecter qu’indirectement l’acheminement de l?énergie et ne peut que choisir les anglesde voltage. Cette caracteristique rend le problème a la fois très difficile et très intérêssant.L’objectif principal de cette thèse est d’étudier ces deux problèmes et de développer desalgorithmes exacts, des métaheuristiques et des méthodes hybrides. Pour le premièrproblème, on a étudié trois formulations mathemátiques, deux méthodes permettant detrouver des limites inférieures (une génération de colonnes et une heuristique) et on adéveloppé plusieurs méthodes qui ont été combinées pour obtenir une méthode de typeGRASP et une méthode de type Recherche Locale Itérative. Pour le deuxième problèmenous avons généré de nouvelles instances, développé deux nouvelles méthodes et testé cesdeux approches comme des alternatives à la résolution directe du modèle mathématique.La première méthode est une méthode de décomposition de Benders. La seconde est unecombinaison de la formulation mathématique avec un local branching.Toutes les méthodes ont été testées intensivement. Les résultats montrent l’efficacité desméthodes par rapport à l’état de l’art de chaque problème
This thesis deals with two network design problems by means of exact, metaheuristic and hybrid techniques. The first problem studied here is the Fixed Charge Uncapacitated Network Design Problem with User-optimal Flow (FCNDP-UOF), which concerns routing multiple commodities from its origin to its destination by designing a network through selecting arcs, with an objective of minimizing the sum of the fixed costs of the selected arcs plus the sum of variable costs associated to the flows on each arc. Besides that, since the FCNDP-UOF is a bilevel problem, each commodity has to be transported through a shortest path, concerning the edges length, in the built network. To this problem existent mathematical formulations were studied and had its linear relaxations compared. After that, new heuristics and two new hybrid methods were tested. Computational experiments shows that the proposed algorithms for the FCNDP-UOF worked very well leading to a new state of the art method. The second problem studied is the Transmission Expansion Planning Problem with Redesign (TEPr), which given a new set of loads and an initial network, consists of adding or removing transmission lines in order to satisfy the new imposed loads, while minimizing the operational cost. The developed method is call Ring Partition Search and can be used as both exact and heuristic method. Computational experiments shows the impact of this method in comparison to the straight forward application of the mathematical formulation in a commercial solver
Esta tese trata de dois problemas de planejamento de redes por meio de técnicas exatas,metaheurísticos e híbridos. O primeiro problema aqui estudado é o Problema de Planejamentode Redes com Rotas Ótimas para o Usuário (FCNDP-UOF), que diz respeitoao roteamento de múltiplos produtos desde sua origem até ao seu destino. Para realizareste roteamento uma rede é construída, minimizando a soma dos custos de adição dosarcos selecionados mais a soma dos custos variáveis associados aos fluxos em cada arco.Além disso, uma vez que o FCNDP-UOF é um problema de dois níveis, cada mercadoriatem que ser transportados por um caminho mais curto, relativo à ao comprimento dosarcos, na rede construída. Para este problema formulações matemáticas existentes foramestudadas e tiveram a força de suas relaxações lineares comparada. Depois disso, umanova heurística e dois novos métodos híbridos foram testados. Os experiências computacionaismostram que os algoritmos propostos para o FCNDP-UOF funcionam muito bemsuperando o estado da arte do problema. O segundo problema estudado é o problema dePlanejamento de Expansão de Redes de Transmissão com Redimensionamento (TEPR),que dado um novo conjunto de demandas e uma rede inicial, consiste na adição ou remoçãode linhas de transmissão, a fim de satisfazer as novas demandas impostas, minimizandoo custo operacional. Dois métodos foram desenvolvidos. O primeiro é uma decomposiçãode benders onde um conjunto de variáveis continuas é permitido no problema mestre,melhorando assim o limite da relaxação inicial. O segundo, chamado Busca Particionadaem Anéis, pode ser usado tanto como método exato e heurística. Experimentos computacionaismostraram o impacto destes métodos em comparação com a aplicação direta daformulação matemática em um solver comercial

Le " transshipment (latéral) d'urgence " au sein des réseaux de distribution consiste à organiser les transferts de stocks entre les détaillants pour faire face aux situations de rupture. Sa mise en œuvre amène à arrêter une stratégie appropriée et à harmoniser ses paramètres avec la politique et paramètres de gestion des stocks, dans l'objectif de garantir un taux de satisfaction des demandes clients au moindre coût. Le présent travail se situe dans ce contexte et s'est focalisé sur l'analyse des apports de la mise en œuvre du transshipment d'urgence dans un système de pilotage de flux tirés par des demandes clients probabilistes, avec des politiques locales de gestion de stock du type (R, s, S). Notre étude a porté sur trois structures différentes de réseau : système de stock à deux échelons et à deux détaillants, avec coût unitaire de transshipment ; système de stock à deux échelons et à détaillants multiples, avec coût fixe de transshipment ; système de stock multi échelons à deux détaillants, avec coût fixe de transshipment. Pour chacune de ces structures, nous avons analysé le comportement du système pour différentes combinaisons des paramètres d'entrée (délais d'approvisionnement, écarts types de la demande et nombre des détaillants) et des paramètres de coût (commande, possession, rupture et transshipment). Nous avons visé à déterminer, sur un horizon fini de périodes, les seuils de stocks (s et S chez les détaillants et chez le centre de distribution) qui minimisent le coût total du système tout en garantissant un taux de service désiré. Dans ce cadre, quatre politiques de transshipment (" tout ou rien ", " complete pooling standard ", " complete pooling plafonné " et " complete pooling conditionné ") ont été explorées. L'étude est d'abord ébauchée selon une approche analytique puis approfondie par l'élaboration et l'expérimentation de modèles dont la résolution est basée sur la simulation-optimisation

Dans le cadre de cette thèse, on s'intéresse dans un premier temps à des matrices d'alimentation de type passif connues qui permettent de produire des faisceaux orthogonaux, et notamment à la matrice de Butler. On s'aperçoit qu'il n'existe qu'une méthode itérative permettant de déterminer les paramètres S d'une matrice de Butler symétrique. C'est pourquoi, on cherche à déterminer de manière analytique la matrice [S] d'une matrice de Butler symétrique à N = 2^n entrées et N sorties. On établit des formules de récurrence issues de l'étude de ce type de matrices pour plusieurs tailles. Des formules analytiques en sont déduites qui sont valables quelle que soit la valeur de N. On poursuit l'étude des matrices d'alimentation de réseau d'antennes en s'intéressant à la source focale d'une antenne multifaisceaux devant réflecteur basée sur une géométrie originale constituée de coupleurs directionnels tridimensionnels entrelacés. Cette structure est simulée. Ses nombreux paramètres sont optimisés afin d'aboutir à une solution répondant au cahier des charges. Une maquette est réalisée et testée. Les résultats obtenus sont prometteurs. Au final, cette source possède l'avantage d'avoir un fort niveau de réutilisation de ses éléments rayonnants et donc de limiter l'encombrement du système global qui est souvent un point critique, dans les satellites notamment. Pour finir, on s'intéresse à une structure dont le but est d'avoir une station au sol capable de suivre une cible sans dépointage. La poursuite en azimut est assurée par une partie mécanique, de type joint tournant ; celle en élévation par un module électronique. Le système se doit d'être compact, fiable, et de limiter les pertes ainsi que les coûts. Des compromis sont donc à effectuer. La partie rayonnante est réalisée en guide, la partie alimentation en technologie planaire. Une solution est proposée afin de faire la transition entre ces deux technologies : le circuit de répartition est directement relié à l'excitation des éléments rayonnants en mettant ces deux parties sur une même feuille de substrat. Ainsi, moins de câbles et de connecteurs sont nécessaires, ce qui diminue l'encombrement et les coûts.

La conception d'un réseau logistique consiste à déterminer l'ouverture au sein d'un réseau de centres et de routes, qui permettront de transporter des produits vers des clients le tout en minimisant des coûts. Au niveau tactique, la conception est régulièrement enrichie par la planification du transport de produits, ainsi que le dimensionnement de flux et de stocks. Pour concevoir ce réseau, il est possible de le modéliser sous la forme d’un problème d’optimisation mathématique. La modélisation du problème doit inclure un niveau de détail suffisant afin de proposer des solutions pertinentes d’un point de vue industriel. Cependant, la difficulté de résolution de ces modèles et la taille des instances industrielles, poussent les concepteurs à le simplifier.Dans ce contexte, nous proposons un modèle de supply chain network design pour la distribution tactique de véhicules d'un constructeur automobile et analysons certaines particularités de ce problème. Ce modèle permet de réaliser une étude quantitative d'un problème industriel avec des données réelles.Ensuite, nous proposons une méthodologie pour analyser l'impact de l'agrégation des données d'entrées sur les résultats d'un modèle et nous l'appliquons à notre cas d'étude. Le choix judicieux du niveau d'agrégation d'un modèle pour le design de réseaux permet de réaliser des économies de ressources de calculs, d'effort de développement de méthode de résolutions plus performantes et de récupération de données. Cependant, trouver un équilibre entre la réduction de la taille du modèle et la précision des résultats n'est pas trivial. Nous étudions l'impact de différents niveaux et dimensions d'agrégations sur le comportement du modèle en terme de performance et forme des solutions.Enfin, les utilisateurs de modèles ont tendance à mieux comprendre et donc accepter une modélisation dont le niveau de détail correspond aux décisions concernées. Dans ce sens, un indicateur important est la précision de l'estimation du coût des solutions. Nous étudions donc l'impact des agrégations de données d'entrées sur la qualité d'estimation du coût des solutions. Nous proposons une méthode de réajustement de l'estimation du coût des solutions dans l'optique de favoriser l'acceptation de l'outil d'aide à la décision
Designing a supply chain network involves determining the opening of centers and routes within a network, which allows transporting products to customers while minimizing costs.At a tactical level, the design is supplemented by the transportation planning of the products, as well as the dimensioning of stock capacities.Modeling the mathematical optimization problem can help design such a network.The model must include a sufficient level of detail in order to propose industrially relevant solutions.However, the difficulty of solving these models and the industrial-sized instances encourage the designers to simplify the model.In this context, we propose a model formulation of a supply chain network design problem for an automotive manufacturer's tactical distribution of vehicles and analyze some particularities of this problem.The model allows us to perform a quantitative study of an industrial problem with real data.Then, we propose a methodology to analyze the impact of input data aggregation on the model's results and apply it to our case study.A sensible choice of the input aggregation level allows for saving computational resources.Besides, it can reduce the effort of developing more efficient resolution methods and recovering data.However, finding a balance between the size reduction of the model and the results' accuracy is not trivial.We study the impact of different levels and dimensions of aggregation on the model's behavior in terms of performance and solution characteristics.Finally, model users tend to understand better and thus more readily accept a model whose level of detail corresponds to the decision level concerned.In fact, an important metric to gain users' trust is the accuracy of the cost estimate of the solutions.Therefore, we study the impact of input data aggregations on the quality of solution cost estimation.We propose a method to readjust the cost estimate of the solutions obtained with input aggregation in order to promote the acceptance of the decision support tool

Le secteur industriel de l'énergie, et les réseaux électriques en particulier, rendent à nos sociétés modernes d'immenses services dont nous ne pouvons plus nous passer. Ils présentent aussi, hélas, un certain nombre de graves inconvénients, notamment en matière d'impact environnemental. Ces inconvénients apparaissent aujourd'hui comme inacceptables; le secteur de l'énergie s'efforce donc actuellement de les amoindrir autant que possible, dans le cadre de ce qu'on appelle la transition énergétique.Outre d'indispensables efforts en matière de sobriété et d'efficacité énergétique, deux grands axes d'amélioration se dessinent: d'une part, le remplacement progressif de certains moyens de production d'électricité conventionnels par des moyens de production renouvelables; et d'autre part, le transfert de certains usages aujourd'hui non-électriques vers l'électricité --- en particulier en matière de mobilité.L'intégration au réseau électrique de ces nouveaux types de dispositifs pose cependant des difficultés techniques considérables, qui motivent depuis le début des années 2000 de nombreux travaux sur le thème de ce que l'on appelle aujourd'hui les "smart grids": des réseaux électriques compatibles avec les exigences de la transition énergétique, c'est-à-dire capables d'accueillir massivement les nouveaux types d'usages comme la production photovoltaïque et les bornes de recharge des véhicules électriques, ceci notamment grâce à l'utilisation accrue des nouvelles technologies de l'information et de la communication. Parmi les difficultés susmentionnées, qui limitent la capacité d'accueil du réseau, figurent les congestions, c'est-à-dire les limites physiques à la puissance que l'on peut faire transiter d'un point à un autre sur une infrastructure donnée. C'est à la gestion des congestions que nos travaux sont consacrés. À ce sujet, la question fondamentale est de déterminer par quel enchaînement de mesures, de calcul, de communications et in fine d'actions, on peut passer d'une situation de contrainte sur un réseau de distribution d'électricité, à une situation où cette contrainte a été éliminée par l'action des flexibilités environnantes; autrement dit, en augmentant ou en réduisant judicieusement la production et/ou la consommation locales, et éventuellement en jouant sur d'autres types de leviers.L'objet de cette thèse est de participer à l'élaboration des outils conceptuels et informatiques qui nous permettront de répondre à la question fondamentale ci-dessus. Nos travaux portent ainsi sur la question de la modélisation des réseaux de distribution d'électricité "flexibles", et sur l'implémentation concrète des modèles retenus sous forme d'un logiciel de simulation ad hoc, parfaitement adapté à l'étude de ce type de réseaux
The energy sector and the electrical networks in particular, provide great and indispensable services to our modern societies. Unfortunately, they also bring some serious drawbacks, especially with regard to the environment. These drawbacks are becoming more and more unacceptable; that is why the energy sector is trying to reduce them as much as possible, in the framework of the so-called energy transition.In addition to mandatory efforts in terms of energy efficiency and sobriety, two major directions of improvement have been identified: on the one hand, the progressive replacement of some conventional power plants with renewable production units; and on the other hand, the transfer of several non-electrical usages towards electricity --- in particular in the area of mobility.The integration of these new devices into electrical networks raise new technical challenges which, since the early 2000s, have been driving a lot of work about so-called "smart grids": electrical networks compatible with the requirements of the energy transition, ie. able to host new devices like photovoltaic solar panels and charging stations for electric vehicles, notably through the increasing usage of new information and communications technologies.Among the difficulties mentioned above, which limit the hosting capacity of the network, there are congestions ie. physical constraints limiting the amount of power that may be transmitted through a given infrastructure. Our work is devoted to the management of congestions. The fundamental issue thereon is to define a sequence of decisions, computations, communications and in fine actionsthat allows to move from a constrained situation on the electrical distribution network, to a situation in which the action of local flexibilities has lifted the constraint; in other words, to a situation where increasing or decreasing local generation and/or consumption, or taking some other control action, relieved the network.The aim of this thesis is to contribute to the development of conceptual and computing tools that will allow us to answer the fundamental aforementioned issue. Our work thus deals with the modelling of flexible electrical distribution networks, and with the tangible implementation of selected models in the form of ad hoc simulation software, specifically designed for the study of such networks

L'objectif de cette recherche est d'apporter des éléments de réponse destinés à améliorer efficacement l'accession des ménages urbains des pays en développement aux réseaux d'eau potable et d'électricité. Pour cela, nous avons fait les propositions suivantes. Sur le plan financier, nous avons élaboré un cadre méthodologique permettant d'évaluer le taux d'effort des ménages dont la prise en compte entraînerait la rationalisation des investissements et une meilleure exploitation des réseaux. Des réponses techniques portent essentiellement sur la mise au point de niveaux de référence comme une alternative aux normes actuelles. Sur la base de la compatibilité entre le taux d'effort et les niveaux de référence, dont la probabilité d’occurrence constitue le risque, nous définissons pour chaque tissus urbain un niveau de desse1te approprié, le type et le dimensionnement optimal du réseau de distribution. Enfin, l'expérimentation menée sur 3 villes du Cameroun constitue un test satisfaisant du modèle proposé de développement des réseaux. La méthode d'évaluation graphique du 1isque financier que nous avons mise au point constitue un outil d'aide à la décision pour étendre ou pour renforcer un réseau. La démarche proposée permet, par rapport à la démarche classique, un accroissement du ratio ménages desservis au km du réseau de l'ordre de 40% dans les villes étudiées; ceci correspond à un gain global d'investissement de 57 %
Households access to potable water and electricity distribution networks, in many town and cities in developing countries is still very limited. How can the access of urban households to water and electricity be upgraded and sustained without neither diminishing the quality of services offset nor considerably increasing the financial burden on the state ? Therefore, to provide an appropriate answer, we present the following propositions: On the financial side, a computerised methodology is established to evaluate the affordability of households in order rationalised investment and network exploitation. Technical issues deals with points of reference as an alternative to current design codes. On the basis of compatibility between the affordability of households and points of reference of which the probability of occurrence constitutes the risk, we define for each urban stratum, an appropriate service level, the type and optimal design of the distribution network; Finally, field tests carried out in three Cameroonian towns namely Obala, Yaounde and Bandjoun confirm the model proposed for network development. We have also put into place a graphical financial risk evaluation method which constitutes a decision making aid for a network extension or reinforcement. The procedure proposed goes beyond the customary procedure to obtain the ration of underserved “households per KM” of network is about 40%, this corresponds to an overall investment gain of 57%

Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet " Gestion et Optimisation de la Chaîne Documentaire ", projet labellisé par le Pôle de compétitivité des Industries du Commerce. Le projet a pour but de concevoir et de développer un nouveau workflow et un outil d'aide à la décision. Ce système doit être capable de gérer et d'optimiser le flux complet dématérialisé de contrats reçus à COFIDIS.Nous présentons d'abord le framework retenu dans le cadre du projet pour modéliser et implémenter le workflow. En phase de conception BPMN a été choisi. Pour la partie développement, l'utilisation de BPEL a été préconisée pour implémenter et exécuter l'application finale (services web).Cependant la flexibilité offerte par BPMN peut conduire à des propriétés indésirables du processus telles que blocage et inaccessibilité. De plus, BPMN a été conçu pour fournir des modèles Orientés Process. Les données ou les ressources y sont donc peu représentées. En conséquence, l'analyse de performance sur un modèle BPMN est quasi inexistante.Afin de surmonter ces problèmes nous proposons d'insérer dans le framework deux nouvelles phases. Ces deux phases sont appliquées au modèle BPMN. La première est une phase de vérification et de validation et la deuxième une phase d'optimisation. Ces deux phases sont réalisées en transformant le modèle BPMN vers un langage formel. Notre choix dans ce travail a été d'utiliser les réseaux de Petri. Ce qui nous a permis de vérifier et de valider de bonnes propriétés du process. Quant à l'optimisation, nous avons défini une nouvelle variante du problème d'affectation (bin packing problem) et proposé une résolution à intégrer dans le processus d'aide à la décision

Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) sont des réseaux ad hoc généralement constitués d’entités autonomes miniaturisées appelés noeuds capteurs pouvant communiquer entre eux par liaison radio. Les RCSF ont suscité beaucoup d’engouement dans la recherche scientifique en raison notamment des nouveaux problèmes de routage sous forte contrainte de durée de vie du réseau et de faibles capacités des noeuds.Ce type de réseau diffère des réseaux filaires par ses caractéristiques et limitations qui ont motivé le développement d’une nouvelle approche de conception cross-layer ignorant certains paradigmes de l’approche classique permettant l’échange mutuel d’informations même entre couches non adjacentes. Cette approche qui n’est pas encore standardisée, a démontré son intérêt à travers plusieurs travaux visant un meilleur compromis entre consommation d’énergie et une certaine qualité de service.Nos contributions peuvent être classées en deux catégories suivant la stratégie de routage à savoir le routage ad-hoc et le routage suivant la technique de clustering.Dans la première partie, nous proposons une architecture cross-layer, modulaire, adaptable et extensible nommée XL-AODV (cross layer AODV) basée sur l'échange du SNR (Signal-to-Noise-Ratio) entre la couche réseau et la couche physique qui a été modélisée par la distribution K. Nous évaluons sous le simulateur NS2 les performances de notre approche XL-AODV. Une analyse comparative avec AODV, a montré pour différentes configurations de réseaux, l’efficacité de notre proposition en termes de gains énergétiques et de latence de bout en bout.Pour la deuxième partie, nous proposons une première approche XL-LEACH qui constitue une amélioration de la version originale de LEACH, en l'adaptant aux réseaux de capteurs denses et à grande échelle tout en tenant compte des caractéristiques de la couche physique modélisée par la distribution K. Dans une troisième partie, nous introduisons une amélioration de XL-LEACH par l'approche dite, XL-CLEACH (XL Cooperative LEACH) en intégrant la communication coopérative au niveau MAC. Nous avons prouvé par une étude analytique qui a été validée par les simulations, le gain apporté en termes de consommation d’énergie, de la durée de vie du réseau et du TES (Taux d'Erreur Symbol). Les architectures XL-LEACH et XL-CLEACH ont été implémentées sous MATLAB
Wireless sensor networks (WSN) can be defined as an ad hoc network consisting of miniaturized autonomous entities, called sensor nodes which communicate with each other over a radio link. WSNs is a research topic which has gained a lot of interest due, in particular, to new routing problems under low node capacity and high network lifetime constraints.WSNs differ from wired networks in their characteristics and limitations which have motivated the development of a new cross-layer design that ignores certain paradigms of the classical approach allowing the mutual exchange of information even between non-adjacent layers. This approach, which is not yet standardized, has gained a lot of attention through several works aiming to energy consumption minimization under a required QoS (Quality of Service).In this thesis, our contributions can be classified are twofold according to the considered routing strategy namely the ad-hoc routing and clustering based routing.In the first part, we propose a new adaptable and extensible cross-layer design called XL-AODV (Cross Layer AODV) based on the exchange of the SNR (Signal-to-Noise-Ratio) between the network and the physical layer which has been modelled by the K distribution.We evaluate under the NS2 simulator, the performance of XL-AODV. A comparative analysis with AODV, showed for different network configurations, the efficiency of our proposition in terms of energy saving and end-to-end latency.In the second part, we propose an XL-LEACH approach which is an improvement of the original version of LEACH by its adapting to dense and large scale sensor networks. We have also taken into account the characteristics of the physical layer modelled by the K distribution.In a third part, XL-CLEACH (XL Cooperative LEACH) approach is introduced to improve XL-LEACH by integrating the cooperative communication at the MAC layer.We have proved through an analytical study and validated by simulations, the gain in terms of energy consumption, network lifetime and SER (Symbol Error Rate). The XL-LEACH and XL-CLEACH architecture were implemented under MATLAB

Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) sont des réseaux ad hoc généralement constitués d’entités autonomes miniaturisées appelés noeuds capteurs pouvant communiquer entre eux par liaison radio. Les RCSF ont suscité beaucoup d’engouement dans la recherche scientifique en raison notamment des nouveaux problèmes de routage sous forte contrainte de durée de vie du réseau et de faibles capacités des noeuds.Ce type de réseau diffère des réseaux filaires par ses caractéristiques et limitations qui ont motivé le développement d’une nouvelle approche de conception cross-layer ignorant certains paradigmes de l’approche classique permettant l’échange mutuel d’informations même entre couches non adjacentes. Cette approche qui n’est pas encore standardisée, a démontré son intérêt à travers plusieurs travaux visant un meilleur compromis entre consommation d’énergie et une certaine qualité de service.Nos contributions peuvent être classées en deux catégories suivant la stratégie de routage à savoir le routage ad-hoc et le routage suivant la technique de clustering.Dans la première partie, nous proposons une architecture cross-layer, modulaire, adaptable et extensible nommée XL-AODV (cross layer AODV) basée sur l'échange du SNR (Signal-to-Noise-Ratio) entre la couche réseau et la couche physique qui a été modélisée par la distribution K. Nous évaluons sous le simulateur NS2 les performances de notre approche XL-AODV. Une analyse comparative avec AODV, a montré pour différentes configurations de réseaux, l’efficacité de notre proposition en termes de gains énergétiques et de latence de bout en bout.Pour la deuxième partie, nous proposons une première approche XL-LEACH qui constitue une amélioration de la version originale de LEACH, en l'adaptant aux réseaux de capteurs denses et à grande échelle tout en tenant compte des caractéristiques de la couche physique modélisée par la distribution K. Dans une troisième partie, nous introduisons une amélioration de XL-LEACH par l'approche dite, XL-CLEACH (XL Cooperative LEACH) en intégrant la communication coopérative au niveau MAC. Nous avons prouvé par une étude analytique qui a été validée par les simulations, le gain apporté en termes de consommation d’énergie, de la durée de vie du réseau et du TES (Taux d'Erreur Symbol). Les architectures XL-LEACH et XL-CLEACH ont été implémentées sous MATLAB
Wireless sensor networks (WSN) can be defined as an ad hoc network consisting of miniaturized autonomous entities, called sensor nodes which communicate with each other over a radio link. WSNs is a research topic which has gained a lot of interest due, in particular, to new routing problems under low node capacity and high network lifetime constraints.WSNs differ from wired networks in their characteristics and limitations which have motivated the development of a new cross-layer design that ignores certain paradigms of the classical approach allowing the mutual exchange of information even between non-adjacent layers. This approach, which is not yet standardized, has gained a lot of attention through several works aiming to energy consumption minimization under a required QoS (Quality of Service).In this thesis, our contributions can be classified are twofold according to the considered routing strategy namely the ad-hoc routing and clustering based routing.In the first part, we propose a new adaptable and extensible cross-layer design called XL-AODV (Cross Layer AODV) based on the exchange of the SNR (Signal-to-Noise-Ratio) between the network and the physical layer which has been modelled by the K distribution.We evaluate under the NS2 simulator, the performance of XL-AODV. A comparative analysis with AODV, showed for different network configurations, the efficiency of our proposition in terms of energy saving and end-to-end latency.In the second part, we propose an XL-LEACH approach which is an improvement of the original version of LEACH by its adapting to dense and large scale sensor networks. We have also taken into account the characteristics of the physical layer modelled by the K distribution.In a third part, XL-CLEACH (XL Cooperative LEACH) approach is introduced to improve XL-LEACH by integrating the cooperative communication at the MAC layer.We have proved through an analytical study and validated by simulations, the gain in terms of energy consumption, network lifetime and SER (Symbol Error Rate). The XL-LEACH and XL-CLEACH architecture were implemented under MATLAB

Les travaux présentés dans cette thèse se focalisent sur l'étude de l'effet de dégradations des composants de puissance, plus particulièrement au niveau de l'environnement proche des puces (métallisations, connexions, brasures puces/DCB), sur le comportement électrique et thermique des puces ainsi que de leur assemblage. Pour ce faire nous avons cherché à étudier la répartition des courants et des températures à la surface de la puce à l'aide d'un modèle électrothermique 2D distribué. Nous avons aussi évalué l'effet de la dégradation des brasures dans le volume de l'assemblage, à l'aide cette fois d'un modèle thermique relié à la constitution de l'assemblage. La première partie de cette thèse consiste à mettre en place un modèle électrothermique distribué de puce MOSFET, qui tient compte à la fois du caractère distribué de la dissipation de la puissance et du couplage électrothermique en régime transitoire. Ce modèle électrothermique s'appuie sur un modèle électrique aux variables d'états et un modèle thermique par éléments finis couplé au modèle électrique. Les modèles électriques et thermiques ont été développés respectivement sous Matlab et sous CAST3M, et le couplage des deux modèles a été fait sous Simulink. Dans une deuxième partie, pour la validation des résultats des températures et pour l'analyse de l'effet du vieillissement et des dégradations (sur la distribution et la dynamique de température de la surface supérieure de la puce), une méthodologie de mesure rapide de température et un banc expérimental pour thermographie infrarouge ont été mis en place. Les difficultés rencontrées lors des mesures thermiques IR sous variation rapide de la température nous ont poussé à envisager d'autres méthodes d'analyse thermique. Enfin, nous avons cherché à évaluer la réponse impulsionnelle du composant testé en estimant, par des simulations thermiques, la fonction de transfert dans le domaine fréquentiel à l'aide du logiciel COMSOL Multiphysics. Nous avons également étudié la pertinence de modèles RC équivalents (réseau RC de Cauer). Ces modèles ont ensuite été utilisés pour rendre compte de différents modes de dégradation notamment cette fois au niveau des couches de brasures entre puce et DCB et entre DCB et semelle. Mots clef : Modules de puissance à semi-conducteur, Vieillissement, Métallisation, Modélisation électrothermique, Court-circuit, Distribution de courant et de température, Problème inverse, Caméra IR, Réseaux de Cauer.

L'informatique mobile est un domaine en plein essor qui profite des percées technologiques dans le domaine des ordinateurs portables et dans le domaine des réseaux de communication sans-fil. Ces environnements mobiles présentent des particularités : (i) dû à des limitations de taille et de poids, un terminal portable offre peu de ressources et celles-ci sont susceptibles de varier, (ii) les réseaux sans fil offrent une bande passante plus faible, sujette à des variations importantes et de fréquentes déconnexions dues aux interférences avec l'environnement, et (iii) l'environnement d'un terminal portable change suite à ses déplacements, avec l'accès, ou la disparition de l'accès, à un certain nombre de stations (mobiles ou non) et de périphériques (imprimantes, scanner, etc). L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode qui généralise l'utilisation des ressources extérieures à un terminal portable au moyen de techniques de distribution prenant en compte ces critères de la mobilité. Nous proposons donc un système adaptatif de distribution des applications en environnements mobiles. Pour cela, nous avons construit une architecture générique se décomposant en un cadre de conception et une boîte à outils. Le cadre de conception comporte des fonctionnalités couramment utilisées pour la gestion des environnements mobile. La boîte à outils comporte des implantations permettant aux concepteurs d'applications de spécialiser les fonctionnalités avec un comportement défini. Dans ce cadre, nous avons plus précisément développé deux fonctionnalités. La fonctionnalité d'adaptation et de réaction dynamique définit, en particulier, un modèle d'entité auto-adaptative, dans laquelle les concepteurs peuvent dynamiquement spécialiser (i) les adaptations possibles de l'entité et (ii) la stratégie d'adaptation, correspondant aux changements de comportement à adopter en cas de variations dans les conditions d'exécution. La fonctionnalité de gestion des ressources et de distribution des applications caractérise les particularités de l'environnement mobile et les besoins des applications au sein d'un modèle d'utilisation de type offres / demandes. Cinq services mettent en oeuvre cette fonctionnalité : (i) le service de gestion de l'environnement, (ii) le service de gestion de l'environnement local, (iii) le service de détection et notification, (iv) le service de distribution et (v) le service de contrôle de la propagation des adaptations. Ceux-ci comportent des politiques adaptatives, basées sur le modèle de l'entité, qui peuvent être dynamiquement spécialisées par les concepteurs. Un prototype, AeDEn, a été développé et plusieurs expériences ont confirmé que la distribution en environnement mobile permet d'économiser les ressources des terminaux portables et d'améliorer les performances des applications.

Le but de ce travail de thèse réside dans la planification de la distribution urbaine des marchandises dans un système de transport collaboratif. Cette collaboration consiste à échanger les demandes de transport entre transporteurs afin d'améliorer l'efficacité de leurs opérations. Cela revient à minimiser la distance parcourue par les camions et à maximiser le profit collecté des clients, notamment en recourant à des variantes du problème de tournées de véhicules plus adaptées au contexte collaboratif. Le problème opérationnel sous-jacent est donc le problème de tournées de véhicules sélectives dans lequel le service de tous les clients n'est pas obligatoire par contre un "profit" est collecté lors du service d'un client. Dans cette thèse, nous traitons le problème de tournées de véhicules sélectives avec contraintes de temps et de capacité (Capacitated Team Orienteering Problem - CTOP). Nous proposons une métaheuristique qui alterne entre deux espaces de recherche. Des procédures de découpage optimal et de concaténation permettent de passer d'un espace à un autre. D'autre part, en considérant des demandes de collecte et de livraison, nous traitons deux variantes sélectives du problème de collecte et de livraison (Pickup and Delivery Problem - PDP) : le PDP avec fenêtres de temps et demandes obligatoires (PDPTWPR) et le PDPTWPR avec demandes groupées. La première variante consiste à choisir parmi les demandes de transport optionnelles quelles demandes à servir en plus des demandes obligatoires. Nous développons des métaheuristiques pour traiter les cas mono-objectif et multi-objectif du problème. Le PDPTWPR avec demandes groupées prend en considération les demandes de transport qui doivent être servies par un même transporteur. Finalement, nous considérons la variante sélective dans laquelle les marchandises sont distribuées d'un même dépôt vers les clients (Capacitated Profitable Tour Problem - CPTP). L'objectif est de maximiser la différence entre le coût et le profit. Pour résoudre ce problème, nous proposons un algorithme de résolution exacte basé sur la programmation linéaire en nombres entiers à laquelle nous ajoutons plusieurs inégalités valides spécifiques à ce problème. Des expérimentations ont été conduites sur plusieurs classes d'instances afin de montrer l'efficacité de nos approches
The goal of this thesis is to plan urban freight distribution in a collaborative logistic system. The collaboration consists in exchanging transportation requests between carriers to increase the efficiency of their operations. More precisely, when solving variants of the wellknown vehicle's routing problems in collaborative context, less kilometers can be driven and higher prices can be collected. The underlying operational problem is therefore the selective vehicle routing problem in which not all customers can be served, but a "profit" is gained for each served one. In this thesis, we firstly address the Capacitated Team Orienteering Problem (CTOP), a selective variant of the VRP in which capacity and travel time limitations are imposed to vehicles. We propose a variable space search metaheuristic that alternates between two different search spaces to solve CTOP. Then, we consider pickup and delivery requests to study two variants of the selective pickup and delivery problem: the PDP with Time Windows and Reserved requests (PDPTWPR) and the Clustered PDPTWPR. The first aims to choose suitable selective requests to be transported in addition to reserved ones. Metaheuristics are proposed to deal with the single-objective and the multi-objective sides of the problem. The second takes into consideration groups of requests that must be served by only one carrier. Finally, we consider the Capacitated Profitable Tour Problem (CPTP) in which goods need to be distributed from the depot to customers. We propose an exact method based on Integer Linear Programming to solve this problem. A set of cuts specific to CPTP is proposed in order to speed up the solution process. Experiments were conducted on a variety of instances of different sizes to demonstrate the effectiveness of our solution methods

Le développement massif des énergies renouvelables intermittentes dans les systèmes de puissance affecte le fonctionnement des systèmes électriques. En raison des techniques limitées et des investissements nécessaires pour maintenir le niveau de sécurité électrique actuel, les questions liées à l'envoi, à la stabilité statique et dynamique pourraient arrêter le développement de ces sources. Le sujet de la thèse est de développer un outil pour mesurer l'incertitude sur la disponibilité de la puissance produite par les générateurs photovoltaïques dans un réseau urbain. Premièrement, l'incertitude est modélisée par l'étude de la nature incertaine de la PV énergie production et de la charge. Avec les méthodes stochastiques, on calcule la réserve de puissance (OR) un jour d'avance en tenant compte d'un indice de risque de fiabilité associé. Ensuite, l'OR est distribué en différents générateurs (générateurs photovoltaïques actifs et micro-turbines à gaz). Afin de minimiser le coût opérationnel total et/ou les émissions équivalentes de CO2, une planification optimale et une répartition quotidienne de l'OR dans différents générateurs d'énergie sont mises en œuvre. Enfin, un logiciel libre «Un système de gestion de l'énergie convivial et un superviseur de la planification opérationnelle» est développé à partir de l'interface utilisateur graphique de Matlab pour conceptualiser le fonctionnement global du système
The massive development of intermittent renewable energy technologies in power systems affects the operation of electrical systems. Due to technical limitations and investments needed to maintain the current electrical security level, issues related to dispatching, static and dynamic stability could stop the development of these distributed renewable energy sources (RES). The subject of the PhD is to develop a tool to study the uncertainties of PV power and load forecasting in an urban network. Firstly, the uncertainties are modeled by studying the uncertainty nature of PV power and load. With stochastic methods, the day-ahead operating reserve (OR) is quantified by taking into account an associated reliability risk index. Then the OR is dispatched into different power generators (active PV generators and micro gas turbines). To minimize the microgrid total operational cost and/or equivalent CO2 emissions, day-ahead optimal operational planning and dispatching of the OR into different power generators is implemented. Finally, a freeware “A User-friendly Energy Management System and Operational Planning Supervisor” is developed based on the Matlab GUI to conceptualize the overall system operation

Le problème de conception de réseaux est un problème qui a été beaucoup étudié dans le domaine de la recherche opérationnelle pour ses caractéristiques, et ses applications dans des nombreux domaines tels que le transport, les communications, et la logistique. Nous nous intéressons en particulier dans ce mémoire à résoudre le problème de conception de réseaux avec coûts fixes et sans capacité, en satisfaisant les demandes de tous les produits tout en minimisant la somme des coûts de transport de ces produits et des coûts fixes de conception du réseau. Ce problème se modélise généralement sous la forme d’un programme linéaire en nombres entiers incluant des variables continues. Pour le résoudre, nous avons appliqué la méthode exacte de Branch-and-Bound basée sur une relaxation linéaire du problème avec un critère d’arrêt, tout en exploitant les méthodes de génération de colonnes et de génération de coupes. Nous avons testé la méthode de Branch-and-Price-and-Cut sur 156 instances divisées en cinq groupes de différentes tailles, et nous l’avons comparée à Cplex, l’un des meilleurs solveurs d’optimisation mathématique, ainsi qu’à la méthode de Branch-and- Cut. Notre méthode est compétitive et plus performante sur les instances de grande taille ayant un grand nombre de produits.
The network design problem has been studied extensively in the field of operational research given its characteristics and applications in many areas such as transportation, communications, and logistics. We are particularly interested in solving the multicommodity uncapacitated fixed-charge network design problem, with the aim of meeting the demands of all the products while minimizing the total cost of transporting commodities and designing the network. This problem is typically modeled as a linear integer program including continuous variables. To solve it, we applied the exact method of Branch-and-bound based on linear relaxation with a stopping criterion, while exploiting the column generation and cutting-plane methods. We tested our Branch-and-Price-and-Cut algorithm on 156 instances divided into five groups of different sizes, and we compared it with Cplex, one of the best mathematical optimization solvers. We compare it also with the Branch-and-Cut method. Numerical results show that our method is competitive and perform better especially on large-scale instances with many commodities.

Les problèmes de conception de réseaux ont reçu un intérêt particulier et ont été largement étudiés de par leurs nombreuses applications dans différents domaines, tels que les transports et les télécommunications. Nous nous intéressons dans ce mémoire au problème de conception de réseaux avec coûts d’ajout de capacité. Il s’agit d’installer un ensemble d’équipements sur un réseau en vue de satisfaire la demande, tout en respectant les contraintes de capacité, chaque arc pouvant admettre plusieurs équipements. L’objectif est de minimiser les coûts variables de transport des produits et les coûts fixes d’installation ou d’augmentation de capacité des équipements. La méthode que nous envisageons pour résoudre ce problème est basée sur les techniques utilisées en programmation linéaire en nombres entiers, notamment celles de génération de colonnes et de coupes. Ces méthodes sont introduites dans un algorithme général de branch-and-bound basé sur la relaxation linéaire. Nous avons testé notre méthode sur quatre groupes d’instances de tailles différentes, et nous l’avons comparée à CPLEX, qui constitue un des meilleurs solveurs permettant de résoudre des problèmes d’optimisation, ainsi qu’à une méthode existante dans la littérature combinant des méthodes exactes et heuristiques. Notre méthode a été plus performante que ces deux méthodes, notamment pour les instances de très grandes tailles.
Network design problems received a particular interest and have been widely studied because of their many applications in different areas, such as logistics and telecommunications. We focus in this work on the multicommodity capacitated network design problem with capacity expansion costs. It consists in opening a set of facilities on a network in order to meet the demand of some commodities, while respecting the capacity constraints. Each arc can admit several facilities. The objective is to minimize the commodities transportation costs, and the fixed costs of opening or increasing the capacity of the facilities. The method we are using to solve this problem is based on techniques used in integer programming, including column generation and cutting-plane methods. These methods are introduced into a general branch-and-bound algorithm, based on linear relaxation. We test our method on four groups of instances of different sizes, and we compare it with CPLEX, which is one of the best solvers available for optimization problems. We compare it also with an existing method in the literature, combining exact and heuristic methods. Numerical results show that our method was able to outperform both methods, especially when tested on large scale instances.

Les systèmes multiprocesseurs sur puce électronique (On-Chip Multiprocessor [OCM]) sont considérés comme les meilleures structures pour occuper l'espace disponible sur les circuits intégrés actuels. Dans nos travaux, nous nous intéressons à un modèle architectural, appelé architecture isométrique de systèmes multiprocesseurs sur puce, qui permet d'évaluer, de prédire et d'optimiser les systèmes OCM en misant sur une organisation efficace des nœuds (processeurs et mémoires), et à des méthodologies qui permettent d'utiliser efficacement ces architectures. Dans la première partie de la thèse, nous nous intéressons à la topologie du modèle et nous proposons une architecture qui permet d'utiliser efficacement et massivement les mémoires sur la puce. Les processeurs et les mémoires sont organisés selon une approche isométrique qui consiste à rapprocher les données des processus plutôt que d'optimiser les transferts entre les processeurs et les mémoires disposés de manière conventionnelle. L'architecture est un modèle maillé en trois dimensions. La disposition des unités sur ce modèle est inspirée de la structure cristalline du chlorure de sodium (NaCl), où chaque processeur peut accéder à six mémoires à la fois et où chaque mémoire peut communiquer avec autant de processeurs à la fois. Dans la deuxième partie de notre travail, nous nous intéressons à une méthodologie de décomposition où le nombre de nœuds du modèle est idéal et peut être déterminé à partir d'une spécification matricielle de l'application qui est traitée par le modèle proposé. Sachant que la performance d'un modèle dépend de la quantité de flot de données échangées entre ses unités, en l'occurrence leur nombre, et notre but étant de garantir une bonne performance de calcul en fonction de l'application traitée, nous proposons de trouver le nombre idéal de processeurs et de mémoires du système à construire. Aussi, considérons-nous la décomposition de la spécification du modèle à construire ou de l'application à traiter en fonction de l'équilibre de charge des unités. Nous proposons ainsi une approche de décomposition sur trois points : la transformation de la spécification ou de l'application en une matrice d'incidence dont les éléments sont les flots de données entre les processus et les données, une nouvelle méthodologie basée sur le problème de la formation des cellules (Cell Formation Problem [CFP]), et un équilibre de charge de processus dans les processeurs et de données dans les mémoires. Dans la troisième partie, toujours dans le souci de concevoir un système efficace et performant, nous nous intéressons à l'affectation des processeurs et des mémoires par une méthodologie en deux étapes. Dans un premier temps, nous affectons des unités aux nœuds du système, considéré ici comme un graphe non orienté, et dans un deuxième temps, nous affectons des valeurs aux arcs de ce graphe. Pour l'affectation, nous proposons une modélisation des applications décomposées en utilisant une approche matricielle et l'utilisation du problème d'affectation quadratique (Quadratic Assignment Problem [QAP]). Pour l'affectation de valeurs aux arcs, nous proposons une approche de perturbation graduelle, afin de chercher la meilleure combinaison du coût de l'affectation, ceci en respectant certains paramètres comme la température, la dissipation de chaleur, la consommation d'énergie et la surface occupée par la puce. Le but ultime de ce travail est de proposer aux architectes de systèmes multiprocesseurs sur puce une méthodologie non traditionnelle et un outil systématique et efficace d'aide à la conception dès la phase de la spécification fonctionnelle du système.
On-Chip Multiprocessor (OCM) systems are considered to be the best structures to occupy the abundant space available on today integrated circuits (IC). In our thesis, we are interested on an architectural model, called Isometric on-Chip Multiprocessor Architecture (ICMA), that optimizes the OCM systems by focusing on an effective organization of cores (processors and memories) and on methodologies that optimize the use of these architectures. In the first part of this work, we study the topology of ICMA and propose an architecture that enables efficient and massive use of on-chip memories. ICMA organizes processors and memories in an isometric structure with the objective to get processed data close to the processors that use them rather than to optimize transfers between processors and memories, arranged in a conventional manner. ICMA is a mesh model in three dimensions. The organization of our architecture is inspired by the crystal structure of sodium chloride (NaCl), where each processor can access six different memories and where each memory can communicate with six processors at once. In the second part of our work, we focus on a methodology of decomposition. This methodology is used to find the optimal number of nodes for a given application or specification. The approach we use is to transform an application or a specification into an incidence matrix, where the entries of this matrix are the interactions between processors and memories as entries. In other words, knowing that the performance of a model depends on the intensity of the data flow exchanged between its units, namely their number, we aim to guarantee a good computing performance by finding the optimal number of processors and memories that are suitable for the application computation. We also consider the load balancing of the units of ICMA during the specification phase of the design. Our proposed decomposition is on three points: the transformation of the specification or application into an incidence matrix, a new methodology based on the Cell Formation Problem (CFP), and load balancing processes in the processors and data in memories. In the third part, we focus on the allocation of processor and memory by a two-step methodology. Initially, we allocate units to the nodes of the system structure, considered here as an undirected graph, and subsequently we assign values to the arcs of this graph. For the assignment, we propose modeling of the decomposed application using a matrix approach and the Quadratic Assignment Problem (QAP). For the assignment of the values to the arcs, we propose an approach of gradual changes of these values in order to seek the best combination of cost allocation, this under certain metric constraints such as temperature, heat dissipation, power consumption and surface occupied by the chip. The ultimate goal of this work is to propose a methodology for non-traditional, systematic and effective decision support design tools for multiprocessor system architects, from the phase of functional specification.