Tesi sul tema "Contraintes de blocage mixtes"

La transformation numérique que vit l’entreprise aujourd’hui a définitivement changé le comportement des consommateurs. En effet, via les nouveaux outils d’information et de communication, un client peut désormais à tout moment créer, modifier ou annuler une commande. Ces évènements fortuits ont un impact sur l’organisation au sein des unités de production. Ils engendrent une perturbation de l’ordonnancement planifié. Par conséquent, un processus de réordonnancement est nécessaire pour réviser efficacement le planning déjà établi, de préférence avec le moins de modifications possibles. Cette thèse propose des modèles mathématiques et des méthodes d’optimisation pour résoudre des problèmes de réordonnancement, afin de parer des perturbations dans des environnements machines différents, et évaluer la performance des solutions obtenues, grâce à un critère combinant l’efficacité et la stabilité de l’ordonnancement. La stratégie prédictive-réactive a été adoptée dans cette étude. Elle consiste, dans la phase prédictive, à résoudre un problème d’ordonnancement classique ayant comme objectif de minimiser la somme des temps d’attente des jobs pondérés par leurs poids, représentant le critère d’efficacité. Dès l’apparition d’une perturbation, vient ensuite la phase réactive, qui consiste à mettre à jour le problème initial en modifiant ses données, puis à résoudre le nouveau problème de réordonnancement, ayant cette fois comme objectif de minimiser le critère d’efficacité décrit auparavant, combiné avec le critère de stabilité. Ce dernier est défini par la somme des différences entre les dates de fin des jobs avant et après l’apparition de la perturbation, pondérées par le poids des jobs. Cette combinaison des deux critères est significative, et peut être très utile dans des applications industrielles, où le temps d’attente des jobs représente le temps d’attente des produits devant le poste de travail, tandis que les poids des jobs représentent l’importance des clients. La mesure de stabilité permet de limiter la déviation par rapport au planning déjà établi, car celle-ci engendre des coûts supplémentaires. Cette approche a été appliquée à différents environnements de machines, en commençant par une machine unique, représentant un seul poste de travail. Puis, sur des machines parallèles, représentant des postes de travail identiques. Et enfin, dans un atelier de type Flowshop, où l’ensemble des jobs doivent passer sur un ensemble de machines dans le même ordre. Ce dernier cas a aussi été étudié en considérant des contraintes de blocage mixtes entre les machines. Ces différents problèmes de réordonnancement ont été modélisés en premier lieu sous forme de modèles mathématiques, adaptés à une Programmation Linéaire en Nombres Entiers (PLNE). Cependant, leur complexité NP-difficile n’a permis leur résolution que pour un nombre limité de jobs. Par conséquent, des méthodes heuristiques ont été développées, permettant de parcourir plus de jobs en un temps raisonnable. La performance des méthodes développées a été discutée et analysée, à la fois en termes de qualité de solution et de temps de calcul
Today’s digital transformation has definitely changed the customers practices. In fact, through the new information and communication tools, a customer can at any time create, modify, or cancel an order. These unexpected events have a direct impact on the work organization of the production unit, generating a disruption of the already established schedule. Therefore, a rescheduling process is necessary for efficiently revising the existing schedule, preferably with less movements. In this Ph.D, mathematical models and optimization methods are developed for rescheduling problems, under different types of disruptions, in several machine environments. The performance of the obtained solutions is measured with a new criterion, simultaneously combining the schedule efficiency and stability.The predictive-reactive scheduling strategy has been adopted in this work. It consists, in the predictive phase, to solve a classical scheduling problem minimizing the Total Weighted Waiting Time (TWWT) of the jobs, regarded as the schedule efficiency criterion. After the disruption appearance, the reactive phase starts. It consists in updating the initial problem by modifying its data, then solving the new rescheduling problem with the objective of minimizing the TWWT combined with a stability criterion. The schedule stability is measured with the Total Weighted Completion Time Deviation (TWCTD). This association of criteria is significant, and it can be very helpful in industrial applications, where the job waiting time estimates the duration that the job has waited in front of a workstation. The stability criterion is then used for limiting the deviation from the already established schedule, since this matter generates supplementary costs.This approach has been applied for different machine environments. Firstly, on a single machine, illustrating the case of a single workstation. Secondly, on parallel machines, describing the case of identical workstations. Finally, on a flowshop system where a set of jobs are treated in the same order by a set of machines. The flowshop rescheduling problem is also considered with mixed blocking constraints.These rescheduling problems have firstly been modeled as Mixed Integer Linear Programing (MILP) models. Due to their NP-hard complexity, the resolution is only possible for a limited number of jobs. Thus, heuristic methods have been designed, exploring more jobs in a reasonable time. The proposed methods have been discussed and analyzed, both in terms of solution quality and computing time

Les travaux de recherche proposés dans cette thèse portent sur l'ordonnancement des systèmes de production de type Flow-Shop, et Flow-Shop hybride à deux étages avec des contraintes de blocage particulières rencontrées dans plusieurs environnements industriels. Dans un premier temps, ces contraintes de blocage ainsi que quelques exemples d'applications sont présentés. Ensuite, la deuxième partie de cette thèse est consacrée aux systèmes de type flow-shop avec blocage. Nous démontrons tout d'abord des résultats de complexité pour ce problème. Ensuite, nous proposons deux modèles mathématiques permettant de résoudre ce problème de façon exacte. Plusieurs bornes inférieures sont ensuite proposées, ainsi que des heuristiques dont la solution est améliorée par un recuit simulé utilisant plusieurs voisinages. La troisième partie concerne les flow-shops hybrides. Nous proposons dans cette partie un modèle mathématique inspiré d'un des modèles mathématiques développés pour le flow-shop avec blocage, plusieurs bornes inférieures, plusieurs heuristiques, dont l'une est une extension de l'heuristique présentée pour le flow-shop, et une adaptation du recuit simulé présenté dans la deuxième partie. Les résultats des expérimentations réalisées sur des jeux de données aléatoires montrent l'efficacité des différents algorithmes proposés
The research presented in this thesis focuses on Flow-Shop and two stages Hybrid Flow-Shop scheduling problems without storage capacity and with a new blocking constraint encountered in many industrial processes. At the beginning, this new blocking constraint is presented as well as some of its industrial applications. Next, the scheduling of these two production systems is examined. For each of them, complexity results as well as exact and heuristic resolution methods are presented. These methods are based on the mathematical modeling of the problem as well as on the modification of two well known heuristic algorithms, developed respectively for the Flow-Shop and hybrid Flow-Shop classics. The results of the heuristic are then improved by the application of a simulated annealing method where a research of the best neighborhood is made. The achieved experimentation results show the efficiency of the different proposed algorithms

Ce sujet de thèse concerne de manière générale l'évaluation des performances et l'ordonnancement dans des systèmes de production flexibles et principalement les problèmes d'ordonnancement d'atelier de type Flow-Shop et Flow-Shop hybride. Le problème d'ordonnancement d'un Flow-Shop peut être défini ainsi : un ensemble de N jobs composés chacun de M opérations, doivent passer sur M machines dans le même ordre. Une machine peut exécuter une seule opération à la fois, chaque job ne peut avoir qu'une seule opération en cours de réalisation simultanément et la préemption n'est pas autorisée. Dans le cas des Flow-Shops hybrides, Mk machines identiques sont disponibles à chaque étage k en un ou plusieurs exemplaires. Pour cette étude, notre objectif est toujours de minimiser le temps total d'exécution aussi appelé makespan. Les problèmes d'ordonnancement les plus répandus sont de type Flow-Shop classique où les espaces de stockage entre les machines sont considérées comme infinies. D'autres problèmes sont caractérisés par des capacités de stockage limitées ou nulles qui engendre une seule contrainte de blocage. Cette contrainte peut être un blocage classique (de type RSb) ou particulier (de type RCb ou RCb*). Dans nos travaux de recherche, nous présentons un cas général qui peut être tiré de l'industrie et modélisé sous forme de systèmes de type Flow-Shop et Flow-Shop hybride soumis simultanément à plusieurs types de blocage. Pour résoudre ce genre de problèmes, nous avons étudié dans cette thèse la complexité de ces systèmes et nous avons proposé des méthodes exactes, des méthodes approchées ainsi que des bornes inférieures
This thesis deals mainly with makespan minimization in Flow-Shop and hybrid Flow-Shop scheduling problems where mixed blocking constraints are considered. In Flow-Shop scheduling problem, a set of N jobs must be executed on a set of M machines. All jobs require the same operation order that must be executed according to the same manufacturing process. Each machine can only execute one job at any time. Pre-emptive operation is not authorized in presented work. In case of hybrid Flow-Shop, at any processing stage k, there exist one or more identical machines Mk. Objective function consists in determining best schedule in order to reduce makespan, i.e. time where all operations are completed. The most common scheduling problem is classical flowshop where buffer space capacity between machines is considered as unlimited. Other problems are characterized by the fact that the storage capacity is limited or null and which generates one blocking constraint. This constraint can be a classical blocking (RSb) or particular blocking (RCb or RCb*). In our works, we present a general case which can be derived from industry and modeled as Flow-Shop and hybrid Flow-Shop systems subject simultaneously to different blocking. To solve these problems, we studied in this thesis complexity of these systems and we proposed exact methods, approached methods and lower bounds

Ce sujet de thèse concerne de manière générale l'évaluation des performances et l'ordonnancement dans des systèmes de production flexibles et principalement les problèmes d'ordonnancement d'atelier de type Flow-Shop et Flow-Shop hybride. Le problème d'ordonnancement d'un Flow-Shop peut être défini ainsi : un ensemble de N jobs composés chacun de M opérations, doivent passer sur M machines dans le même ordre. Une machine peut exécuter une seule opération à la fois, chaque job ne peut avoir qu'une seule opération en cours de réalisation simultanément et la préemption n'est pas autorisée. Dans le cas des Flow-Shops hybrides, Mk machines identiques sont disponibles à chaque étage k en un ou plusieurs exemplaires. Pour cette étude, notre objectif est toujours de minimiser le temps total d'exécution aussi appelé makespan. Les problèmes d'ordonnancement les plus répandus sont de type Flow-Shop classique où les espaces de stockage entre les machines sont considérées comme infinies. D'autres problèmes sont caractérisés par des capacités de stockage limitées ou nulles qui engendre une seule contrainte de blocage. Cette contrainte peut être un blocage classique (de type RSb) ou particulier (de type RCb ou RCb*). Dans nos travaux de recherche, nous présentons un cas général qui peut être tiré de l'industrie et modélisé sous forme de systèmes de type Flow-Shop et Flow-Shop hybride soumis simultanément à plusieurs types de blocage. Pour résoudre ce genre de problèmes, nous avons étudié dans cette thèse la complexité de ces systèmes et nous avons proposé des méthodes exactes, des méthodes approchées ainsi que des bornes inférieures
This thesis deals mainly with makespan minimization in Flow-Shop and hybrid Flow-Shop scheduling problems where mixed blocking constraints are considered. In Flow-Shop scheduling problem, a set of N jobs must be executed on a set of M machines. All jobs require the same operation order that must be executed according to the same manufacturing process. Each machine can only execute one job at any time. Pre-emptive operation is not authorized in presented work. In case of hybrid Flow-Shop, at any processing stage k, there exist one or more identical machines Mk. Objective function consists in determining best schedule in order to reduce makespan, i.e. time where all operations are completed. The most common scheduling problem is classical flowshop where buffer space capacity between machines is considered as unlimited. Other problems are characterized by the fact that the storage capacity is limited or null and which generates one blocking constraint. This constraint can be a classical blocking (RSb) or particular blocking (RCb or RCb*). In our works, we present a general case which can be derived from industry and modeled as Flow-Shop and hybrid Flow-Shop systems subject simultaneously to different blocking. To solve these problems, we studied in this thesis complexity of these systems and we proposed exact methods, approached methods and lower bounds

Les contraintes sont un moyen générique de représenter les règles qui gouvernent notre monde. Étant donné un ensemble de contraintes, une question centrale est de savoir s'il existe une possibilité de toutes les satisfaire simultanément. Cette problématique est au cœur de la programmation par contraintes, un paradigme puissant pour résoudre efficacement des problèmes qui apparaissent dans de nombreux domaines de l'activité humaine. Initialement dédiée, dans les années 1980, à la résolution de problèmes d'intelligence artificielle à variables entières, c'est dans les années 1990 que la programmation par contraintes a été employée à la résolution de problèmes à variables réelles. Cependant, les problèmes mixtes —utilisant à la fois variables entières et réelles— n'ont été que très peu considérés jusqu'ici par la programmation par contraintes. Dans cette thèse, nous nous plaçons du point de vue de la résolution de problèmes continus. Nous proposons et mettons en oeuvre différentes améliorations de ce cadre de résolution : • Intégration de la notion de recherche rigoureuse d'optimum au cadre classique de résolution sans objectif, afin de modéliser et résoudre un problème de conception en robotique ; • Collaboration de deux solveurs, l'un discret l'autre continu, plus efficace que chacun des outils pour résoudre les problèmes utilisant contraintes continues et contraintes discrètes ; • Comparaison des différentes modélisations et filtrages possibles de la contrainte globale discrète alldifferent, permettant de l'utiliser dans un solveur dédié au continu ; • Spécialisation des techniques de filtrage basées sur l'arithmétique des intervalles, augmentant la puissance de filtrage des contraintes arithmétiques discrètes et mixtes.

Cette etude est consacree d'une part au comportement en temperature de 40c a 85c d'assemblages colles smc/pu/aluminium et noryl gtx 964/ma/acier galvanise et d'autre part a leur vieillissement climatique. La tenue mecanique de ces assemblages a ete determinee experimentalement entre 40c et 85c. L'analyse des resultats a conduit a proceder a une analyse des contraintes par elements finis. Pour cela, il a fallu mesurer les proprietes mecaniques des adherents et des adhesifs a $$ = 10##4s##1 et a $$ = 10##2s##1 et leurs coefficients de dilatation. Il en ressort deux caracteristiques essentielles : - les modules d'young des adhesifs chutent de 2gpa en dessous de 10c a 10mpa des 50c. - les coefficients de dilatation des adherents sont #a#1 = 2#s#m#c = 23. 10##6c##1 et #n#o#r#y#l = 7#a#c#i#e#r = 100. 10##6c##1. Ainsi les mecanismes d'endommagement des assemblages sont de deux types : - par refroidissement en dessous de 0c, la rigidite des adhesifs et la difference des coefficients de dilatation engendrent des contraintes d'origine thermique. Ces contraintes sont proportionnelles a l'ecart de temperature et a la difference des coefficients. Elles peuvent etre a l'origine de la creation de microfissures dans les adhesifs. - lors d'un chauffage, les differences de dilatation entre les adherents sont absorbees par les adhesifs devenus souples. Par contre l'humidite combinee avec la chaleur pourra creer des degradations physico-chimiques dans les adhesifs, les adherents et aux interfaces. Au cours de cyclages thermiques, les microfissures creees a froid peuvent faciliter la diffusion de l'eau a haute temperature et accelerer la degradation des assemblages.

Notre objectif dans cette thèse est de résoudre un problème quadratique binaire sous contraintes mixtes par les techniques d'optimisation DC. Puisque l'optimisation DC a prouvé son efficacité pour résoudre des problèmes de grandes tailles dans différents domaines, nous avons décidé d'appliquer cette approche d'optimisation pour résoudre ce problème. La partie la plus importante de l'optimisation DC est le choix d'une décomposition adéquate qui facilite la détermination et accélère la convergence de deux suites construites. La première suite converge vers la solution optimale du problème primal et la seconde converge vers la solution optimale du problème dual. Dans cette thèse, nous proposons deux décompositions DC efficaces et simples à manipuler. L'application de l'algorithme DC (DCA) nous conduit à résoudre à chaque itération un problème quadratique convexe avec des contraintes mixtes, linéaires et quadratiques. Pour cela, il faut trouver une méthode efficace et rapide pour résoudre ce dernier problème à chaque itération. Pour cela, nous appliquons trois méthodes différentes: la méthode de Newton, la programmation semi-définie positive et la méthode de points intérieurs. Nous présentons les résultats numériques comparatifs sur les mêmes repères de ces trois approches pour justifier notre choix de la méthode la plus rapide pour résoudre efficacement ce problème
Our objective in this work is to solve a binary quadratic problem under mixed constraints by the techniques of DC optimization. As DC optimization has proved its efficiency to solve large-scale problems in different domains, we decided to apply this optimization approach to solve this problem. The most important part of D.C. optimization is the choice of an adequate decomposition that facilitates determination and speeds convergence of two constructed suites where the first converges to the optimal solution of the primal problem and the second converges to the optimal solution of the dual problem. In this work, we propose two efficient decompositions and simple to manipulate. The application of the DC Algorithm (DCA) leads us to solve at each iteration a convex quadratic problem with mixed, linear and quadratic constraints. For it, we must find an efficient and fast method to solve this last problem at each iteration. To do this, we apply three different methods: the Newton method, the semidefinite programing and interior point method. We present the comparative numerical results on the same benchmarks of these three approaches to justify our choice of the fastest method to effectively solve this problem

Les bords libres ou chargés, les interfaces de matériaux hétérogènes sont souvent le siège de variations locales de contraintes considérables. Ces contraintes sont sans doute à associer aux phénomènes d'endommagement qui se traduisent pour ces matériaux par le délaminage et la fissuration interraciale. Le calcul des contraintes par les éléments finis classiques basés sur la formulation en déplacements n'est pas tout à fait adapté pour de tels matériaux car ces éléments ne prennent pas en compte l'équilibre des contraintes à l'interface. La présente recherche s'inscrit dans le cadre de multiples travaux entrepris ces vingt dernières années sur la formulation et le développement d'éléments finis adaptés à l'analyse d'interfaces. Les éléments que nous proposons sont destinés à l'analyse d'interfaces planes dans le cadre d'une approche tridimensionnelle. Ils prennent en compte la continuité des composantes transverses du tenseur des contraintes et sont bases sur le principe variationnel mixte de Hellinger-Reissner. L'analyse des contraintes dans les assemblages collés et dans une plaque sandwich sous chargement uniforme permet de mettre en évidence la validité et l'efficacité des éléments ainsi développés.

Thèse (Ph. D.)--Université de Montréal, 2003.
"NQ-80476." "Thèse présentée à la faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de docteur ès sciences (Ph. D.) en informatique." Version électronique également disponible sur Internet.

Ce travail de thèse traite de la synthèse et de l'étude des propriétés d'agrégats mixtes magnétiques. Ils sont produits à l'aide d'une technique de co-dépôt utilisant source à vaporisation laser couplée avec une cellule d'évaporation. Les agrégats Co-Ag ont un diamètre moyen de 3,1 nm. L'argent ségrége pour former une structure coeur(Co)-coquille(Ag). Les agrégats CoPt ont une énergie d'anisotropie magnétique (MAE) supérieure à celle d'agrégats de cobalt pur. Ils possèdent un diamètre moyen de 2 nm et sont nanocristallisés dans une phase cfc chimiquement désordonnée. Des mesures de transport électronique à travers un agrégat CoPt isolé ont permis d'observer les effets du blocage de Coulomb et les niveaux d'énergie électroniques discrets de la particule. Nous avons également mesuré l'influence d'agrégats magnétiques sur la densité d'états locale d'une matrice supraconductrice de niobium. Nous avons pu mettre en évidence l'apparition d'états électroniques à l'intérieure de la bande interdite.

Ce travail de thèse traite de la synthèse et de l'étude des propriétés d'agrégats mixtes magnétiques. Ils sont produits à l'aide d'une technique de co-dépôt utilisant source à vaporisation laser couplée avec une cellule d'évaporation. Les agrégats Co-Ag ont un diamètre moyen de 3,1 nm. L'argent ségrège pour former une structure coeur(Co) - coquille(Ag). Les agrégats CoPt ont une énergie d'anisotropie magnétique (MAE) supérieure à celle d'agrégats de cobalt pur. Ils possèdent un diamètre moyen de 2 nm et sont nanocristallisés dans une phase cfc chimiquement désordonnée. Des mesures de transport électronique à travers un agrégat CoPt isolé ont permis d'observer les effets du blocage de Coulomb et les niveaux d'énergie électroniques discrets de la particule. Nous avons également mesuré l'influence d'agrégats magnétiques sur la densité d'états locale d'une matrice supraconductrice de niobium. Nous avons pu mettre en évidence l'apparition d'états électroniques à l'intérieur de la bande interdite

En conception mecanique, l'analyse du processus de conception permet d'exprimer une solution technologique non dimensionnee sous forme d'un probleme d'optimisation appele probleme de conception optimale. Ces problemes sont non-lineaires, fortement contraints, en variables mixtes (continues, entieres, discretes). Ils contiennent generalement des parametres discrets normalises, dependant des variables discretes, qui empechent de traiter ces variables comme des variables continues. Ce travail est consacre a la recherche de methodes de resolution permettant de traiter les problemes de conception optimale. Compte tenu des difficultes de ces problemes, nous nous sommes orientes vers des algorithmes evolutionnaires : l'algorithme genetique et la strategie evolutionnaire. Ceux-ci necessitant le choix d'operateurs genetiques, nous avons recherche les meilleurs operateurs de chaque algorithme pour la classe des problemes de conception optimale. La strategie evolutionnaire est apparue ici plus performante que l'algorithme genetique. Ces deux methodes ont permis de resoudre des problemes difficiles de conception optimale mais avec un nombre eleve d'evaluations. Afin de diminuer ce cout, nous avons couple la strategie evolutionnaire avec des methodes deterministes. Nous avons presente un premier couplage en serie, base sur l'utilisation sequentielle de la strategie evolutionnaire et de la methode du lagrangien augmente, puis un deuxieme couplage, utilisant en parallele des principes evolutionnaires pour l'evolution des variables discretes et des principes deterministes pour l'evolution des variables continues. Ce dernier s'est montre plus performant que la strategie evolutionnaire, en particulier lorsque les fonctions du probleme de conception optimale sont monotones. Pour la classe des problemes de conception optimale, la strategie evolutionnaire et le couplage parallele sont donc deux outils robustes. Le concepteur choisira l'un ou l'autre en fonction du probleme a traiter.

L'incertitude est une propriété naturelle des systèmes complexes. Les paramètres de certains modèles peuvent être imprécis; la présence de perturbations aléatoires est une source majeure d'incertitude pouvant avoir un impact important sur les performances du système. Dans cette thèse, nous étudierons les problèmes d’optimisation avec contraintes en probabilités dans les cas suivants : Tout d’abord, nous passons en revue les principaux résultats relatifs aux contraintes en probabilités selon trois perspectives: les problèmes liés à la convexité, les reformulations et les approximations de ces contraintes, et le cas de l’optimisation distributionnellement robuste. Pour les problèmes d’optimisation géométriques, nous étudions les programmes avec contraintes en probabilités jointes. A l’aide d’hypothèses d’indépendance des variables aléatoires elliptiquement distribuées, nous déduisons une reformulation des programmes avec contraintes géométriques rectangulaires jointes. Comme la reformulation n’est pas convexe, nous proposons de nouvelles approximations convexes basées sur la transformation des variables ainsi que des méthodes d’approximation linéaire par morceaux. Nos résultats numériques montrent que nos approximations sont asymptotiquement serrées. Lorsque les distributions de probabilité ne sont pas connues à l’avance, le calcul des bornes peut être très utile. Par conséquent, nous développons quatre bornes supérieures pour les contraintes probabilistes individuelles, et jointes dont les vecteur-lignes de la matrice des contraintes sont indépendantes. Sur la base des inégalités de Chebyshev, Chernoff, Bernstein et de Hoeffding, nous proposons des approximations déterministes. Des conditions suffisantes de convexité. Pour réduire la complexité des calculs, nous reformulons les approximations sous forme de problèmes d'optimisation convexes solvables basés sur des approximations linéaires et tangentielles par morceaux. Enfin, des expériences numériques sont menées afin de montrer la qualité des approximations étudiées sur des données aléatoires. Dans certains systèmes complexes, la distribution des paramètres aléatoires n’est que partiellement connue. Pour traiter les incertitudes dans ces cas, nous proposons un ensemble d'incertitude basé sur des données obtenues à partir de distributions mixtes. L'ensemble d'incertitude est construit dans la perspective d'estimer simultanément des moments d'ordre supérieur. Ensuite, nous proposons une reformulation du problème robuste avec contraintes en probabilités en utilisant des données issues d’échantillonnage. Comme la reformulation n’est pas convexe, nous proposons des approximations convexes serrées basées sur la méthode d’approximation linéaire par morceaux sous certaines conditions. Pour le cas général, nous proposons une approximation DC pour dériver une borne supérieure et une approximation convexe relaxée pour dériver une borne inférieure pour la valeur de la solution optimale du problème initial. Enfin, des expériences numériques sont effectuées pour montrer que les approximations proposées sont efficaces. Nous considérons enfin un jeu stochastique à n joueurs non-coopératif. Lorsque l'ensemble de stratégies de chaque joueur contient un ensemble de contraintes linéaires stochastiques, nous modélisons ces contraintes sous la forme de contraintes en probabilité jointes. Pour chaque joueur, nous formulons les contraintes en probabilité dont les variables aléatoires sont soit normalement distribuées, soit elliptiquement distribuées, soit encore définies dans le cadre de l’optimisation distributionnellement robuste. Sous certaines conditions, nous montrons l’existence d’un équilibre de Nash pour ces jeux stochastiques
Chance constrained optimization is a natural and widely used approaches to provide profitable and reliable decisions under uncertainty. And the topics around the theory and applications of chance constrained problems are interesting and attractive. However, there are still some important issues requiring non-trivial efforts to solve. In view of this, we will systematically investigate chance constrained problems from the following perspectives. As the basis for chance constrained problems, we first review some main research results about chance constraints in three perspectives: convexity of chance constraints, reformulations and approximations for chance constraints and distributionally robust chance constraints. For stochastic geometric programs, we formulate consider a joint rectangular geometric chance constrained program. With elliptically distributed and pairwise independent assumptions for stochastic parameters, we derive a reformulation of the joint rectangular geometric chance constrained programs. As the reformulation is not convex, we propose new convex approximations based on the variable transformation together with piecewise linear approximation methods. Our numerical results show that our approximations are asymptotically tight. When the probability distributions are not known in advance or the reformulation for chance constraints is hard to obtain, bounds on chance constraints can be very useful. Therefore, we develop four upper bounds for individual and joint chance constraints with independent matrix vector rows. Based on the one-side Chebyshev inequality, Chernoff inequality, Bernstein inequality and Hoeffding inequality, we propose deterministic approximations for chance constraints. In addition, various sufficient conditions under which the aforementioned approximations are convex and tractable are derived. To reduce further computational complexity, we reformulate the approximations as tractable convex optimization problems based on piecewise linear and tangent approximations. Finally, based on randomly generated data, numerical experiments are discussed in order to identify the tight deterministic approximations. In some complex systems, the distribution of the random parameters is only known partially. To deal with the complex uncertainties in terms of the distribution and sample data, we propose a data-driven mixture distribution based uncertainty set. The data-driven mixture distribution based uncertainty set is constructed from the perspective of simultaneously estimating higher order moments. Then, with the mixture distribution based uncertainty set, we derive a reformulation of the data-driven robust chance constrained problem. As the reformulation is not a convex program, we propose new and tight convex approximations based on the piecewise linear approximation method under certain conditions. For the general case, we propose a DC approximation to derive an upper bound and a relaxed convex approximation to derive a lower bound for the optimal value of the original problem, respectively. We also establish the theoretical foundation for these approximations. Finally, simulation experiments are carried out to show that the proposed approximations are practical and efficient. We consider a stochastic n-player non-cooperative game. When the strategy set of each player contains a set of stochastic linear constraints, we model the stochastic linear constraints of each player as a joint chance constraint. For each player, we assume that the row vectors of the matrix defining the stochastic constraints are pairwise independent. Then, we formulate the chance constraints with the viewpoints of normal distribution, elliptical distribution and distributionally robustness, respectively. Under certain conditions, we show the existence of a Nash equilibrium for the stochastic game

L'optimisation topologique vise à concevoir une structure en recherchant la disposition optimale du matériau dans un espace de conception donné, permettant ainsi de proposer des designs optimaux innovants. Cette thèse est centrée sur l'optimisation topologique pour des problèmes de conception de structures prenant en compte des contraintes de flambage. Dans une large variété de domaines de l'ingénierie, la conception innovante de structures est cruciale. L'allègement des structures lors la phase de conception tient une place prépondérante afin de réduire les coûts de fabrication. Ainsi l'objectif est souvent la minimisation de la masse de la structure à concevoir. En ce qui concerne les contraintes, en plus des contraintes mécaniques classiques (compression, tension), il est nécessaire de prendre en compte des phénomènes dits de flambage, qui se caractérisent par une amplification des déformations de la structure et une potentielle annihilation des capacités de la structure à supporter les efforts appliqués. Dans le but d'adresser un large panel de problèmes d'optimisation topologique, nous considérons les deux types de représentation d'une structure : les structures treillis et les structures continues. Dans le cadre de structures treillis, l'objectif est de minimiser la masse en optimisant le nombre d'éléments de la structure et les dimensions des sections transversales associées à ces éléments. Nous considérons les structures constituées d'éléments poutres et nous introduisons une formulation du problème comme un problème d'optimisation non-linéaire en variables mixtes. Afin de prendre en compte des contraintes de manufacturabilité, nous proposons une fonction coût combinant la masse et la somme des seconds moments d'inertie de chaque poutre. Nous avons développé un algorithme adapté au problème d'optimisation considéré. Les résultats numériques montrent que l'approche proposée mène à des gains de masses significatifs par rapport à des approches existantes. Dans le cas des structures continues, l'optimisation topologique vise à discrétiser le domaine de conception et à déterminer les éléments de ce domaine discrétisé qui doivent être composés de matière, définissant ainsi un problème d'optimisation discret. [...]
Topology optimization aims to design a structure by seeking the optimal material layout within a given design space, thus making it possible to propose innovative optimal designs. This thesis focuses on topology optimization for structural problems taking into account buckling constraints. In a wide variety of engineering fields, innovative structural design is crucial. The lightening of structures during the design phase holds a prominent place in order to reduce manufacturing costs. Thus the goal is often the minimization of the mass of the structure to be designed. Regarding the constraints, in addition to the conventional mechanical constraints (compression, tension), it is necessary to take into account buckling phenomena which are characterized by an amplification of the deformations of the structure and a potential annihilation of the capabilities of the structure to support the applied efforts. In order to adress a wide range of topology optimization problems, we consider the two types of representation of a structure: lattice structures and continuous structures. In the framework of lattice structures, the objective is to minimize the mass by optimizing the number of elements of the structure and the dimensions of the cross sections associated to these elements. We consider structures constituted by a set of frame elements and we introduce a formulation of the problem as a mixed-integer nonlinear problem. In order to obtain a manufacturable structure, we propose a cost function combining the mass and the sum of the second moments of inertia of each frame. We developed an algorithm adapted to the considered optimization problem. The numerical results show that the proposed approach leads to significant mass gains over existing approaches. In the case of continuous structures, topology optimization aims to discretize the design domain and to determine the elements of this discretized domain that must be composed of material, thus defining a discrete optimization problem. [...]

Des éléments de la dynamique des peuplements mixtes de sapin baumier et d’épinette rouge après coupe partielle ont été étudiés sur une base statistique, afin de déterminer dans quelle mesure ils pourraient contribuer au phénomène de raréfaction de l’épinette rouge. L’étude visait principalement à identifier les changements structurels et à quantifier la croissance tant à l’échelle du peuplement que des tiges individuelles. Pour ce faire, les données de deux dispositifs de suivi ont été utilisées : l’Aire d’observation de la rivière Ouareau (Parc national du Mont-Tremblant) et la Forêt expérimentale du lac Édouard (Parc national de la Mauricie). Chacun de ces dispositifs disposent d’un réseau de placettes permanentes dont les mesures s’étendent sur un horizon de plus de 50 ans après une coupe partielle. Des méthodologies statistiques ont été proposées afin de formuler des inférences statistiques adaptées à la nature des données disponibles. L’analyse de la croissance s’est faite à partir d’un modèle linéaire incluant des effets aléatoires (à l’échelle de la tige individuelle) et d’un modèle non linéaire comportant une structure de covariance (à l’échelle du peuplement) afin de tenir compte de l’hétéroscédasticité des données et de l’autocorrélation des erreurs. Les changements structurels ont été analysés à l’aide d’un modèle linéaire généralisé puisque la variable dépendante n’était pas une variable continue, mais plutôt une fréquence. Pour tenir compte de l’effet dû aux placettes, des effets aléatoires ont été ajoutés au modèle. Finalement, une matrice de transition à deux niveaux a été construite sur la base de distributions discrètes dont les paramètres sont estimés par la méthode du maximum de vraisemblance. L’utilisation de distributions discrètes offre ainsi des résultats plus cohérents par rapport à l’approche traditionnelle. À l’échelle des tiges individuelles, les résultats de ces analyses démontrent que les différences quant à la croissance en diamètre sont relativement faibles. Le recrutement et la mortalité sont en fait des facteurs beaucoup plus importants dans l’évolution de ces peuplements après coupe partielle. À l’échelle du peuplement, ils induisent une variabilité importante dans l’évolution de la surface terrière du sapin baumier, de sorte que l’épinette rouge apparaît comme une essence beaucoup plus stable. La durée et l’importance de l’ouverture de la canopée après coupe partielle sont des éléments critiques qui déterminent l’abondance du recrutement du sapin baumier. Pour maintenir la proportion d’épinette rouge et une distribution diamétrale irrégulière, les coupes partielles de faible intensité comme le jardinage par pied d’arbre sont indiquées.

Cette thèse propose une approche expérimentale de la linguistique à travers l'étude de la notion de contrainte préférentielle et son application à deux phénomènes d'ordre en français : la position de l'adjectif épithète ainsi que l'ordre relatif des deux compléments sous-catégorisés par le verbe et apparaissant en position postverbale. Les contraintes préférentielles sont définies comme des contraintes qui n'affectent pas la grammaticalité mais l'acceptabilité des phrases. Nous émettons l'hypothèse selon laquelle ces contraintes constituent des propriétés spécifiques à la langue dont il faut rendre compte dans le champ de la linguistique. Sur le plan méthodologique, l'étude de ces contraintes est rendue problématique par leur nature : étant donné qu'elles n'agissent pas sur la grammaticalité des phrases, elles échappent aux méthodes traditionnelles de la syntaxe (introspection et jugement de grammaticalité). Il est donc nécessaire de définir des outils permettant leur description et leur analyse. Les méthodes envisagées sont l'analyse statistique de données de corpus, inspirée des travaux de Bresnan et al. (2007) et de Bresnan & Ford (2010), et, dans une moindre mesure, l'expérimentation psycholinguistique. En ce qui concerne la position de l'adjectif, nous testons la plupart des contraintes rencontrées dans la littérature et nous proposons une analyse statistique de données extraites du corpus French Treebank. Nous montrons notamment l'importance de l'item adjectival ainsi que de l'item nominal avec lequel il se combine. Certaines contraintes syntaxiques concernant la configuration du syntagme adjectival et du syntagme nominal jouent également un rôle dans le choix de la position. Le travail concernant l'ordre relatif des compléments du verbe est mené sur un échantillon de phrases extraites de deux corpus journalistiques (French Treebank et Est-Républicain) et de deux corpus d'oral (ESTER et C-ORAL-ROM). Nous montrons l'importante influence du poids des constituants dans le choix de l'ordre : l'ordre court avant long, caractéristique d'une langue SVO comme le français, est respecté dans plus de 86% des cas. Nous mettons également à jour le rôle fondamental du lemme verbal associé à sa classe sémantique, annotée à partir du dictionnaire de Dubois & Dubois-Charlier (1997). Enfin, en nous appuyant sur l'analyse des données de corpus ainsi que sur deux questionnaires d'élicitation de jugement d'acceptabilité, il semble que ni caractère animé, ni l'opposition 'donné/nouveau' (Prince, 1981) n'ait une influence sur l'ordre des compléments, ce qui semble aller à l'encontre d'observations faites dans d'autres langues comme l'anglais ou l'allemand.

Les architectures céramiques multicouches présentent généralement des propriétés mécaniques améliorées par rapport à leurs constituants monolithiques. Dans les matériaux à base d'alumine, l'ajout de kaolin peut avantageusement permettre de promouvoir i) la cristallisation de la mullite et ii) des contraintes résiduelles internes notamment par le contrôle du différentiel d'expansion thermique entre couches. À partir de poudres préparées par granulation cryogénique dont les formulations contiennent une quantité réduite d'additifs organiques, des composites alumine/mullite mis en forme par pressage uniaxial ont été élaborés et caractérisés. Deux kaolins différents sont utilisés dans cette étude avec des caractéristiques différentes en termes de cristallinité, de forme de grains, d'empilement de feuillets et de rapport face basale/latérale. L'originalité de ce travail a consisté à étudier en détail les mécanismes de dispersion des suspensions de kaolinite en milieu aqueux par acoustophorèse et de mettre en évidence la relation entre les propriétés électrocinétiques de la kaolinite, les caractéristiques physico-chimiques et le prétraitement thermique entre 200 et 800 °C. Les propriétés de frittage de formulations mixtes alumine/kaolinite ont été étudiées en fonction de la teneur en kaolinite (0-25%vol). Ce travail de thèse étudie la chaîne intégrée d'un procédé céramique en commençant par la sélection de la kaolinite comme matière première (acoustophorèse, RMN MAS), sa transformation cristallochimique en mullite (analyses thermiques, dilatométrie) et son incorporation dans une matrice d'alumine pour une architecture originale de matériaux multicouches aux propriétés modifiées de ténacité et de résistance à la rupture. Les matériaux multicouches élaborés présentent une bonne adhésion interfaciale malgré la présence d'une zone poreuse proche de l'interface des couches. Certaines configurations multicouches élaborées présentent une contrainte à la rupture améliorée de 30% par rapport aux matériaux monolithiques
Multilayer ceramic architectures generally exhibit improved mechanical properties in regards with individual monolithic constituents. In alumina-based materials, addition of kaolin can advantageously promote i) mullite crystallisation and ii) internal residual stresses by monitoring thermal expansion mismatch between layers. From powders prepared by freeze granulation whose formulations contain a reduce amount of organic additives, alumina/mullite composites shaped by uniaxial pressing have been developed and characterized. Two different kaolins are used in this study, with different characteristics in terms of crystallinity, grain shape, layering and basal/lateral face ratio. The originality of this work consisted in studying in detail the dispersion mechanisms of kaolinite suspensions in aqueous media by acoustophoresis, and in highlighting the relationship between kaolinite's electrokinetic properties, physicochemical characteristics and thermal pretreatment between 200 and 800°C. The sintering properties of mixed alumina/kaolinite formulations were studied as a function of kaolinite crystallinity and content (0-25%vol). This thesis studies the integrated chain of a ceramic process, starting with the selection of kaolinite as a raw material (acoustophoresis, MAS NMR), its crystallochemical transformation into mullite (thermal analyses, dilatometry) and its incorporation into an alumina matrix for an original architecture of multilayer materials with modified properties of toughness and fracture resistance. The multi-layer materials developed show good interfacial adhesion despite the presence of a porous zone close to the layer interface. Compared to the monolithic materials, the most efficient multilayer configurations exhibit a failure stress improved by 30%

Ce travail concerne les effets de la disponibilite spatiale (ds) sur les croissances et comportements de jeunes biches et agnelles elevees au paturage. Des lots, de meme effectif, ont ete soumis a differentes contraintes spatiales imposees par la taille des parcelles. Dans ces lots monospecifiques ou mixtes, les performances de croissance ont ete etudiees ainsi que les criteres comportementaux suivants : distances entre individus, interactions sociales, comportements de vigilance et alimentaire, rythme et synchronisation des activites. Le paturage a ete gere de facon a ce que les animaux soient toujours en condition d'offre alimentaire non limitante. Par ailleurs, le parasitisme a ete controle a l'aide de traitements preventifs. Lorsque la disponibilite spatiale a ete reduite de 330 a 70 m#2/a, les croissances des biches et des agnelles ont respectivement chutees de 46% et 56%. Cet effet ds a differe selon le statut hierarchique des individus. Chez les biches, la croissance des dominants n'a pas ete affectee par la ds alors que celle des subordonnes a ete divisee par 2 entre 270 et 70 m#2/a. La reduction de la ds s'est accompagnee d'une plus grande agressivite entre biches et d'une augmentation de la vigilance au sein des lots de biches et d'agnelles. En conduite mixte, des tensions interspecifiques liees a la dominance des biches sur les agnelles se sont ajoutees aux tensions sociales intraspecifiques. L'effet negatif de la contrainte spatiale sur les croissances et comportements a ete accentue. Enfin, de facon generale, en situation de ds limitante, les distances entre individus ont ete reduites et les cycles de paturage perturbes. Ces perturbations se sont manifestees par un fractionnement des cycles de paturage ainsi que par une moindre synchronisation des activites. La sensibilite des animaux a la contrainte spatiale differe selon leur statut hierarchique, selon l'espece et le mode de conduite.

En 1970, George K. Batchelor suggérait que la connaissance des lois de l'hydrodynamique rendait possible la dérivation de propriétés rhéologiques macroscopiques telle la viscosité, à partir de la connaissance de la microstructure d'une suspension de particules. Quarante ans plus tard, ses espoirs ne se sont pas concrétisés et la rhéologie des suspensions,notamment en régime concentré, reste un domaine de recherche très actif.Considérant des suspensions modèles de particules non colloïdales dans un liquide newtonien, le travail expérimental réalisé au cours de cette thèse s'est d'abord attaché à unifier les concepts classiquement définies en rhéologie des suspensions et ceux issus des récentes avancées sur les écoulements granulaires. Dans ce but, un dispositif original de cisaillement à pression imposée a été développé et a permis une caractérisation claire des équations constitutives en régime très dense.Par la suite, des configurations d'écoulements à surface libre ont été utilisées pour la mesure des deux différences de contraintes normales.Enfin, la mise en cohérence de l'ensemble des résultats expérimentaux donne une formulation complète et cohérente de la rhéologie des suspensions non colloïdales
In 1970, George K. Batchelor suggested that the knowledge of the laws of hydrodynamics made ​​possible the derivation of macroscopic rheological properties such as the effective viscosity, from the knowledge of the microstructure of a suspension of particles. Forty years later, his hopes have not materialized and the rheology of suspensions, particularly in the concentrated regime, remains an area of ​​active research. Considering suspensions of non-colloidal particles in a Newtonian liquid, the experimental work in this thesis was first attached to unify the concepts traditionally defined rheology of suspensions and those from recent advances on granular flows. For this purpose, an original of shear imposed pressure was developed and showed a clear characterization of constitutive equations in the dense regime. Subsequently, the configurations of free surface flows have been used for the measurement of both normal stress differences. Finally, the coherence of all the experimental results gives a complete and consistent formulation of the rheology of non-colloidal suspensions

Les réseaux de communication sans fil modernes doivent s'adapter à différents types de trafic de données avec des contraintes de latence différentes. Les applications vidéo sensibles à la latence, en particulier, représentent une part croissante du trafic de données. En outre, les réseaux modernes doivent accepter des débits de données élevés, ce qu'ils peuvent faire par exemple avec des terminaux coopératifs ou avec l'assistance de relais tels que les drones. Cependant, la coopération introduit généralement des retards de communication supplémentaires et n'est donc pas applicable au trafic de données sensibles à la latence.Cette thèse porte sur les réseaux d'interférence avec des contraintes de latence mixtes et sur les architectures de systèmes où des émetteurs et/ou des récepteurs voisins peuvent coopérer. Dans de tels systèmes, les messages sensibles à la latence doivent être encodés et décodés sans délai et ainsi ne peuvent pas bénéficier des liens de coopération disponibles. Nous proposons différents schémas de codage pour permettre la transmission simultanée de messages sensibles et insensibles à la latence. Pour les schémas proposés, nous analysons les gains de multiplexage (MG) qu'ils réalisent sur le réseau de transfert intercellulaire souple de Wyner, le réseau symétrique de Wyner, le réseau hexagonal et le réseau hexagonal sectorisé. Pour le réseau de transfert souple de Wyner et le réseau symétrique de Wyner, nous identifions aussi des résultats étroits s'agissant de leurs limites en théorie de l'information et nous définissons ainsi l'ensemble exact de paires MG qui peuvent être obtenus simultanément pour les données sensibles et insensibles à la latence. Ces résultats montrent que lorsque les émetteurs et les récepteurs peuvent coopérer et que les taux de coopération sont suffisamment élevés, il est possible d'obtenir le plus grand MG possible pour les messages sensibles à la latence sans pénaliser la somme maximale des MG pour l'ensemble des messages sensibles et insensibles à la latence. Cependant, la somme des MG des systèmes que nous proposons pour le modèle hexagonal est diminuée en présence de données sensibles à la latence. Cette pénalité disparaît dans le cas du réseau hexagonal sectorisé quand chaque cellule est divisée en trois secteurs non interférents en équipant les stations de base d'antennes directionnelles.Nous proposons, de surcroît, des schémas de codage similaires en fonction de différents types d'activité aléatoire de la part des usagers du réseau. Nous considérons plus particulièrement deux configurations. Dans la première configuration, l'augmentation du taux de MG correspondant aux données sensibles à la latence diminue toujours la somme des MG. En revanche, dans la seconde configuration, pour certains paramètres, la plus grande somme des MG est obtenue au maximum du taux de MG correspondant aux données sensibles à la latence et donc l'augmentation des MG sensibles à la latence améliore la somme des MG.Nous étudions aussi un réseau d'accès radio "cloud" avec des contraintes de latence mixtes, c'est-à-dire où chaque utilisateur mobile peut simultanément envoyer un flux sensible à la latence et un flux qui la tolère et où seules les données sensibles sont décodées conjointement au sein du cloud. Pour ce réseau, nous dérivons les limites intérieures et extérieures de la région de capacité sous des contraintes de latence mixtes, et nous caractérisons précisément la région MG optimale. Lorsque le rapport signal/bruit (SNR) est élevé, nos résultats démontrent que, pour des capacités frontales modérées, le MG maximal pour les messages sensibles à la latence reste inchangé sur une large gamme de petits et moyens MG de messages sensibles à la latence. Pour un SNR modéré, les résultats montrent que lorsque le débit de messages sensibles à la latence est faible ou modéré, nous obtenons une somme de débit de données constante
Modern wireless communication networks have to accommodate different types of data traffic with different latency constraints. In particular, delay-sensitive video-applications represent an increasing portion of data traffic. Modern networks also have to accommodate high total data rates, which they can accomplish for example with cooperating terminals or with helper relays such as drones. However, cooperation typically introduces additional communication delays, and is thus not applicable to delay-sensitive data traffic.This thesis focuses on interference networks with mixed-delay constraints and on system architectures where neighbouring transmitters and/or neighbouring receivers can cooperate. In such systems, delay-sensitive messages have to be encoded and decoded without further delay and thus cannot benefit from available cooperation links.We propose various coding schemes that can simultaneously accommodate the transmission of both delay-sensitive and delay-tolerant messages. For the proposed schemes we analyze the multiplexing gains (MG) they achieve over Wyner's soft hand-off network, Wyner's symmetric network, the hexagonal network and the sectorized hexagonal network. For Wyner's soft hand-off network and Wyner's symmetric network, we also provide tight information-theoretic converse results and thus establish the exact set of MG pairs that can simultaneously be achieved for delay-sensitive and delay-tolerant data. These results demonstrate that when both transmitters and receivers cooperate and the cooperation rates are sufficiently large, it is possible to achieve the largest MG for delay-sensitive messages without penalizing the maximum sum MG of both delay-sensitive and delay-tolerant messages. In contrast, under our proposed schemes, the sending of delay-sensitive data in hexagonal models decreases the maximum sum MG. This penalty vanishes when we consider the sectorized hexagonal network where each cell is divided into three non-interfering sectors by employing directional antennas at the base stations.We further propose similar coding schemes for scenarios with different types of random user activity. We specifically consider two setups. In the first setup, each active transmitter always has delay-tolerant data to send and delay-sensitive data arrival is random. In the second setup, both delay-tolerant and delay-sensitive data arrivals are random. The obtained MG regions show that in the first setup, increasing the delay-sensitive MG always decreases the sum MG. In contrast, in the second setup, for certain parameters, the highest sum MG is achieved at maximum delay-sensitive MG and thus increasing the delay-sensitive MG provides a gain in sum MG.Additionally, we also study a cloud radio access network with mixed delay constraints, i.e., where each mobile user can simultaneously send a delay-sensitive and a delay-tolerant stream and only the delay-tolerant data is jointly decoded at the cloud unit. For this network, we derive inner and outer bounds on the capacity region under mixed delay constraints, and we exactly characterize the optimal MG region. At high signal-to-noise ratio (SNR), our results show that for moderate fronthaul capacities, the maximum MG for delay-sensitive messages remains unchanged over a large regime of small and moderate MGs of delay-sensitive messages. The sum MG is thus improved if some of the messages can directly be decoded at the base stations. At moderate SNR, the results show that when the data rate of delay-sensitive messages is small or moderate, the achievable sum rate is constant

Bon nombre de problèmes d'optimisation rencontrés dans l'industrie font appel à des systèmes complexes et n'ont pas de formulation analytique explicite : ce sont des problèmes d'optimisation de type boîte noire (ou blackbox en anglais). Ils peuvent être dits “mixtes”, auquel cas ils impliquent des variables de différentes natures (continues et discrètes), et avoir de nombreuses contraintes à satisfaire. De plus, les évaluations de l'objectif et des contraintes peuvent être numériquement coûteuses.Dans cette thèse, nous étudions des méthodes de résolution de tels problèmes complexes, à savoir des problèmes d'optimisation boîte noire avec contraintes et variables mixtes, pour lesquels les évaluations des fonctions sont très coûteuses en temps de calcul.Puisque l'utilisation de dérivées n'est pas envisageable, ce type de problèmes est généralement abordé par des approches sans dérivées comme les algorithmes évolutionnaires, les méthodes de recherche directe et les approches basées sur des métamodèles.Nous étudions les performances de telles méthodes déterministes et stochastiques dans le cadre de l'optimisation boîte noire, y compris sur un cas test en éléments finis que nous avons conçu. En particulier, nous évaluons les performances de la variante ORTHOMADS de l'algorithme de recherche directe MADS sur des problèmes d'optimisation continus et à variables mixtes issus de la littérature.Nous proposons également une nouvelle méthode d'optimisation boîte noire, nommée BOA, basée sur des approximations par métamodèles. Elle comporte deux phases dont la première vise à trouver un point réalisable tandis que la seconde améliore itérativement la valeur de l'objectif de la meilleure solution réalisable trouvée. Nous décrivons des expériences utilisant des instances de la littérature et des applications de l'industrie automobile. Elles incluent des tests de notre algorithme avec différents types de métamodèles, ainsi que des comparaisons avec ORTHOMADS
Numerous industrial optimization problems are concerned with complex systems and have no explicit analytical formulation, that is they are blackbox optimization problems. They may be mixed, namely involve different types of variables (continuous and discrete), and comprise many constraints that must be satisfied. In addition, the objective and constraint blackbox functions may be computationally expensive to evaluate.In this thesis, we investigate solution methods for such challenging problems, i.e constrained mixed-variable blackbox optimization problems involving computationally expensive functions.As the use of derivatives is impractical, problems of this form are commonly tackled using derivative-free approaches such as evolutionary algorithms, direct search and surrogate-based methods.We investigate the performance of such deterministic and stochastic methods in the context of blackbox optimization, including a finite element test case designed for our research purposes. In particular, the performance of the ORTHOMADS instantiation of the direct search MADS algorithm is analyzed on continuous and mixed-integer optimization problems from the literature.We also propose a new blackbox optimization algorithm, called BOA, based on surrogate approximations. It proceeds in two phases, the first of which focuses on finding a feasible solution, while the second one iteratively improves the objective value of the best feasible solution found. Experiments on instances stemming from the literature and applications from the automotive industry are reported. They namely include results of our algorithm considering different types of surrogates and comparisons with ORTHOMADS

Ce travail de recherche est axé sur la compréhension du comportement en flexion, statique et instantané, des structures multimatériaux acier-béton collées du génie civil. La première étape consiste à mener une analyse expérimentale et numérique par éléments finis non linéaire sur la caractérisation de la connexion. L'essai Push-Out a été retenu : deux dallettes de béton C25/30 sont connectées à un profilé métallique. Nous faisons varier la géométrie des dallettes et du joint de colle. La ruine est cohésive dans le béton proche de l'interface par cisaillement. Un effet favorable du frottement entre dallette et presse peut se développer et induire le développement de contraintes de compression et augmenter la contrainte de cisaillement moyenne à l'interface. Les dimensions des éprouvettes et du joint de colle influent sur la charge de ruine. Ainsi, l'essai Push-Out est, dans l'état actuel de connaissances, difficile à utiliser pour la caractérisation de la connexion collée acier-béton en vue du dimensionnement de structures. La seconde partie est consacrée à l'analyse du comportement de poutres mixtes acier béton collées. Un essai sur poutre constituée de prédalles et d'une dalle de compression confirme que le collage est une alternative aux connexions traditionnelles. Nous développons aussi un modèle de calcul en variables généralisées et en variables locales en 3D non linéaire. La modélisation par éléments finis apporte plus de précisions, notamment sur l'état de contraintes à proximité de l'interface et à l'approche de la ruine. Les dimensions du joint de colle et la plastification du profilé influent sur la zone de rupture dans le béton.

Cette thèse traite du problème d'observation et d'estimation des variables caractéristiques des systèmes dynamiques. Il s’agit d’une problématique fondamentale qui est au cœur de nombreux domaines relavant des sciences de l'ingénieur. Les travaux sont conduits dans un contexte ensembliste. Les techniques développées pour l’estimation de l’état et des variables d’entrées ont pour objectif final le contrôle de cohérence des systèmes non linéaires à temps continu. Une première approche conjugue les relations de parité et les différentiateurs à modes glissants pour l’estimation des entrées d’un système non linéaire. Les domaines des entrées compatibles avec les mesures sont alors reconstruits grâce à l’analyse par intervalles et aux techniques de satisfaction de contraintes. Il est montré que la relaxation des contraintes de stabilité/coopérativité pour la construction d’un observateur intervalle peut se faire grâce à des changements de base déterminés de différentes manières et pouvant être variants ou invariants dans le temps. Des simulations numériques illustrent les techniques proposées. Une application à un système aéronautique est également présentée à l’aide d’un jeu de données réelles
This thesis deals with the problem of a dynamical system observation and the estimation of its characteristic variables; the latter point constitutes the core element in many engineering science fields. The final aim is to build a general framework for integrity control and fault detection of such systems within a bounded error context. The developments offered herein make use of parity relations, sliding mode differentiators, interval observers and constraint satisfaction problems. Input reconstruction techniques are developed for a general class of nonlinear continuous-time systems. Domains are reconstructed for the input values which are consistent with the measurements using interval analysis and constraint satisfaction techniques. It is shown that time-varying or invariant coordinate changes may relax the applicability conditions (stability/cooperativity) of the interval observer design methods. Sliding mode differentiators were also used to enhance interval observer accuracy. The proposed approaches are illustrated through computer simulations and they have been applied to aircraft servo loop control surface for robust and early detection of abnormal positions