Ce travail a été réalisé autour de cinq aspects de l’agrégation des globules rouges (RBCs) sanguins induite par des macromolécules. Une approche rhéologique, ciblée sur la normalisation de la viscosité en fonction du taux d’adsorption des macromolécules et mesurée par un rhéomètre commercial, est proposée. Par cette approche, la contrainte seuil de suspensions de cellules sanguines agrégées est aussi évaluée. De plus, les taux de sédimentation des solutions biologiques utilisées sont aussi mesurés. Nos données microscopiques, incluant des mesures d’indice d’agrégation microscopique, ont eu pour conclusion que la protéine C réactive, une protéine du plasma, n’a pas d’influence sur le phénomène d’agrégation des RBCs. Des mesures microscopiques détaillées de la morphologie des zones de contact des RBCs ont montrées que ces dernières dépendent fortement de la concentration de macromolécules, en accord avec des simulations numériques dont ont pu être extraites des valeurs d’énergie d’interaction. Ces dernières ont en outre pu être directement mesurées par microscopie à force atomique avec pour résultat supplémentaire que la viscosité du milieu peut influencer la mesure de manière significative. Enfin, l’origine physique de l’agrégation est discutée et confirmée par des mesures additionnelles. Ceci permet de concilier deux théories et permet d’expliquer la forme en cloche de l’énergie d’interaction en fonction de la concentration en macromolécules d’une nouvelle manière. / In this work, five aspects of the red blood cell aggregation induced by macromolecules are investigated. A rheological approach focused on the normalization of viscosity as a function of the macromolecular adsorption rates using a commercial rheometer is proposed. Derived from that approach, the yield stress of aggregating red blood cell suspensions is investigated. The sedimentation rates of the utilized biological system are then studied. Microscopical investigations, including measurements of the microscopical aggregation index, lead to the conclusion that the C-reactive protein, a plasma protein, does not influence the aggregation behavior of red blood cells. Detailed microscopical studies on the morphology of the interaction zones of aggregated red blood cells show that these strongly depend on the macromolecular concentration in good agreement with numerical simulations that allow to derive an approximation of the interaction energies. The latter are also directly measured with single cell force spectroscopy using an atomic force microscope with the additional result that the viscosity of the surrounding medium can influence the results significantly. Finally, the physical origin of aggregation is discussed and supported by several additional measurements. This allow to combine two existing theories and explain the bell-shape of interaction energy versus macromolecular concentration curve in a new way.

Ces travaux portent sur la précipitation de boehmite AlOOH, qui est le précurseur de l’alumine γ – Al2O3, support catalytique utilisé dans de nombreux procédés de raffinage. Le contrôle de la porosité de ces particules est crucial afin de minimiser les limitations par transfert de matière et de chaleur et d’améliorer la performance des catalyseurs. La porosité de l’alumine provient en partie de l’étape de précipitation de boehmite. Elle est conservée du fait de la topotacticité de la transformation boehmite - alumine. La boehmite est obtenue par précipitation de sels d’aluminium. L’effet des paramètres physico-chimiques, tels que la température et le pH, sur les propriétés du matériau a été largement étudié dans la littérature. Cependant, peu d’études ont permis la mise en évidence des phénomènes régissant l’agrégation durant le procédé de précipitation. L’objectif de cette étude est de comprendre et de quantifier les paramètres de précipitation influençant l’agrégation de la boehmite au cours de sa synthèse. La précipitation de la boehmite a été réalisée dans deux types de dispositifs de précipitation. Le dispositif double-jets, utilisé à l’échelle industrielle, induit des conditions non-homogènes de sursaturation et de fraction volumique en particules, tant temporellement que spatialement. La deuxième méthode de précipitation de boehmite utilise des pré-mélangeurs (Hartridge-Roughton et Y), dans lequel le micro-mélange et la sursaturation initiale sont finement contrôlés. La sursaturation a été calculée au cours de la précipitation sur la base du modèle thermodynamique de Pitzer. Celle-ci est significativement plus importante dans le dispositif pré-mélangeur. L’effet des paramètres opératoires a été mis en évidence sur les propriétés texturales de la boehmite via des caractérisations ex situ (DRX, adsorption-désorption d’azote par méthode BET, cryo-MET). Les matériaux issus du dispositif double-jets présentent une porosité d’autant plus aérée que la sursaturation est faible, et il existe une valeur seuil de sursaturation au-delà de laquelle la porosité n’est plus impactée par ce paramètre, comme c’est le cas dans le dispositif pré-mélangeur. Dans ce cas, aucun autre paramètre opératoire n’affecte la texture du matériau. Ces résultats mettent en évidence des mécanismes d’agrégation dépendant directement de la sursaturation. Des techniques de caractérisation originales ont par ailleurs été mises en place afin de suivre la dynamique de l’agrégation. L’analyse par diffusion multiple de la lumière a permis de mettre en évidence des cinétiques d’agrégation différentes, directement corrélées à la porosité, et ce avant les étapes de filtration-lavage-séchage. Une analyse fine des états d’agrégation a été réalisée in situ par SAXS à rayonnement synchrotron. Cette étude a permis de proposer différents scénarii des mécanismes d’agrégation. Il apparaît que les fibres de boehmite s’agrègent de manière beaucoup plus aérée à faible sursaturation. Une porosité visée pourrait ainsi être obtenue par un contrôle fin de la sursaturation. Enfin, une première approche de modélisation par bilan de population a été développée afin de décrire les processus de formation des fibres et d’agrégation secondaire. / This work focuses on the precipitation of boehmite AlOOH, which is the precursor of alumina γ – Al2O3, used as catalyst support in many refining processes. The control of the porosity of these particles is crucial to minimize the limitation by mass and heat transfer, and improve catalysts performance. Alumina porosity mainly comes from precipitation step. It is conserved due to the topotacticity of boehmite – alumina transformation. Boehmite is obtained by precipitation of aluminum salts. The effect of physical and chemical parameters, such as temperature and pH, on the material properties has been extensively studied in the literature. However, few studies allowed the identification of the phenomena governing aggregation during the precipitation process. The objective of this study is to understand and quantify the precipitation parameters influencing boehmite aggregation, dynamically. The precipitation of boehmite was performed in two types of precipitators. The double-jet device, used at industrial scale, has non-homogeneous conditions of supersaturation and particle volume fraction, both temporally and spatially. The second boehmite precipitation method uses micro-mixers (Hartridge-Roughton and Y), wherein the micro-mixing and initial supersaturation are finely controlled. Supersaturation was calculated during the precipitation on the basis of Pitzer thermodynamic model. This one is significantly higher in the micro-mixing device. The effect of process parameters has been highlighted on boehmite textural properties via ex situ characterizations (XRD and nitrogen adsorption-desorption by BET method, cryo-TEM). Materials resulting from double-jet device develop loose porosity especially for low supersaturations. There is a supersaturation threshold value beyond which the porosity is fixed, as is the case in micro-mixer device. In this case, no other process parameter affects material texture. These results highlight aggregation mechanisms directly dependent on supersaturation. Original characterizations techniques have also been put in place to monitor aggregation dynamically. Multiple light scattering analysis allowed highlighting different aggregation kinetics, directly correlated to the porosity, before filtering, washing and drying steps. A detailed analysis of aggregations states was performed by synchrotron radiation SAXS in situ. This study allowed proposing different aggregation mechanisms scenarios. It appears that boehmite fibers aggregate in a much looser way at low supersaturation. Targeted porosity could thus be obtained by fine control of supersaturation. Finally, a first approach of population balance modeling has been developed to describe fibers formation and aggregation process.

Les colloïdes sont utilisés dans de nombreuses applications médicales tels les agents de contraste en IRM ou l'immuno-agglutination magnétique dans le diagnostic. Pour en améliorer leurs performances, l'interaction entre les particules et les milieux biologiques – en particulier les protéines – a été étudiée depuis plus de 150 ans, mais ce phénomène n'est toujours pas correctement décrit. La première partie de cette thèse est dédiée à une des applications des colloïdes : la détection de protéines cible. Basée sur l’orientation d’agrégats magnétiques anisotropes, une nouvelle méthode a été mise au point, permettant de mesurer un signal d'agrégation uniquement proportionnel à la quantité de protéines à doser, la limite de détection est donc abaissée. Cette technique a été validée sur un système réel : la protéine C-réactive. La seconde partie de cette thèse est consacrée à l’adsorption des protéines sur les colloïdes. Le premier objectif a été la mise au point d'un protocole de mesure capable de fournir des données fiables, l'adsorption a ainsi pu être caractérisée sur un système modèle, l'albumine de sérum bovin sur la silice. Les mesures obtenues ont ainsi permis de lever certains paradoxes et de proposer un nouveau modèle d’adsorption. Enfin, ces connaissances ont permis de comprendre comment des protéines, en s’adsorbant sur deux particules, agrègent les colloïdes. En quantité suffisante, elles peuvent également les protéger de l’agrégation, ouvrant la voie à une nouvelle méthode de stabilisation des particules. / Colloids are used in many applications such as contrast agents in MRI or magnetic immuno-agglutination in diagnosis. To improve their performance, the interaction between particles and biological media – in particular proteins – has been studied for more than 150 years, nevertheless this phenomenon is still not well described. The first part of this thesis is dedicated to an application of colloids: detection of target proteins. Based on orientation of anisotropic magnetic aggregates, a new method has been developed, which generates a signal of aggregation, directly proportional to the amount of protein in the sample: lowering the detection limit. This technique has been validated on a real system: C-reactive protein. The second part is dedicated to protein adsorption on colloids. The first objective was the development of a protocol to obtain reliable measurements, adsorption could then be characterized in a model system: bovine serum albumin and silica. Results obtained were thus able to dismiss certain paradoxes and to propose a new model. Ultimately the studies reveal how proteins, by adsorbing between two particles, aggregate colloids. In sufficient quantities, they can also protect against aggregation, enabling a new method of particle stabilization.

Les produits laitiers d’aujourd’hui contiennent souvent des polysaccharides qui permettent de les texturer et de les stabiliser. La compréhension et le contrôle de ces mélanges sont essentiels pour la fabrication et le développement de nouveaux produits. Le carraghénane est un polysaccharide sulfaté provenant des algues. Il existe principalement trois types de carraghénanes : le λ-carraghénane, le κ-carraghénane (KC) et l’ τ-carraghénane (IC). Les deux derniers sont ceux utilisés pour notre étude. Le KC et l’IC présentent une transition pelote-hélice en dessous d’une température critique qui dépend du type et de la concentration de cations. Dans la conformation hélice, les chaînes peuvent s’agréger, puis gélifier. La caséine est la protéine majoritaire du lait. Dans le lait, elle est présente sous forme d’un complexe stabilisé par le phosphate de calcium colloïdal (CCP). Le caséinate de sodium (SC) est obtenu à partir de la caséine native en enlevant le CCP par acidification, puis par addition de soude. Dans l’eau, les particules de SC ont un rayon de 11nm et sont constituées d’environ 15 molécules de caséines. Les mêmes particules peuvent être formées par chélation du CCP par le triphosphate de sodium. Elles sont alors appelées submicelles de caséines. Le projet de cette thèse vise à approfondir les connaissances sur la nature des interactions dans les systèmes mixtes caséinates/carraghénane. Ce mélange est un modèle pour certains produits laitiers. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants : Etude des mélanges de SC et de KC sous forme pelote. Nous avons établi un diagramme de phase à l’aide de la microscopie confocale à balayage laser (MCBL), de la spectroscopie UV et de la rhéologie. Deux domaines ont été définis : un domaine biphasique aux fortes concentrations de SC où la séparation de phase est ségrégative et un domaine monophasique aux faibles concentrations des deux composés. Dans les mélanges monophasiques ou biphasiques, nous avons observé des agrégats riches en protéines qui sont irréversibles. Ces agrégats contiennent très peu de carraghénane et ont un impact sur la viscosité du mélange. La teneur en protéine dans ces agrégats augmente linéairement avec l’augmentation de la concentration de KC mais est indépendante de la concentration de SC. Cette fraction est également influencée par le pH et la force ionique. Gélification des mélanges monophasiques de SC et de KC. Les caséines n’influencent pas la température critique de gélification, mais augmentent la température critique de fonte ainsi que le module du gel. Nous avons montré que le système forme un gel mixte. Ce gel mixte contient deux types de liaisons : des liaisons entre SC-KC et des liaisons entre KC-KC purs. La compétition entre ces deux types d’interactions dépend de la force ionique et de la nature du sel. Etude comparative des SC et des submicelles de caséines. On n’observe aucune différence entre les deux systèmes, à part la diminution de la température critique de gélification due au triphosphate de sodium. Etude comparative de KC et d’IC en présence de SC. La séparation de phase ségrégative des mélanges d’IC est déplacée vers les hautes concentrations de SC. Le pourcentage d’agrégats dans le mélange est négligeable. On observe également la présence d’un gel mixte, mais de module plus faible. En conclusion, cette thèse a permis de mieux comprendre le comportement complexe des carraghénanes dans les suspensions de caséines, ce qui devrait permettre le développement plus rationnel de certains produits laitiers. / The carrageenan is a sulphated polysaccharide extracted from red algae. In a acqueous solution carrageenan change its conformation when we cool from a coil to a helix, this coil-helix transition is thermoreversible. In generally, Helical carrageenan aggregates and can form a gel. Rheology shows that carrageenan forms gel during cooling at a critical gelation temperature Tc and that upon heating, the gel melts at a critical melting temperature Th. These critical temperatures depend on the nature and the concentration of kations that are present in the solution, but not on the carrageenan concentration. The shear modulus depends both on nature and concentration of salt and on the carrageenan concentration. Casein is the major milk protein component and consist of 4 kinds of casein molecules: alpha s1, alpha s2, beta and kappa casein. In milk, the caseins form a large complex with a size of about 200nm. This complex is stabilized by colloidal calcium phosphate. SC (sodium caséinate) can be prepare by precipitation of casein micelles at pH 4, washing the precipitate to remove the colloidal calcium phosphate and returning to pH 7 by adding NaOH. The SC is present in water in the form of small particles with a radius of about 11 nm that contain approximately 15 casein molecules. The objective of this work is to study the structure and mechanical properties of SC/carrageenan (kappa carrageenan (KC) and iota carrageenan (IC)) mixtures and to better understand the nature of the interaction between them. mixtures of KC and SC show a segregative phase separation at high concentrations of either. Cluster containing mostly SC and little KC are formed by association between KC and SC. With time, the clusters flocculate and precipitate, but they can be redisperse in solution by heating and shaking. The fraction of protein in the clusters depends on the pH, the ionic strength and the KC concentration, but very little on the protein concentration. During cooling, SC associates with helical KC and forms a mixed network. These mixed gels have two types of crosslinks: links between protein free KC chain sections and links involving of proteins. The break up of these two types of bonds can be seen during the melting process depending on the relative amounts of SC and KC. The gel strength depends on the KC and SC concentration and also the type and the concentration of salt. Mixtures of τ-carrageenan (IC) and sodium caseinate (SC) were investigated and the results are compared with a similar study of mixture of κ-carrageenan (KC) and SC. Segregative phase separation was observed at high biopolymer concentrations and the binodal was determined. At low IC concentrations SC formed aggregates involving a very small amount of IC that were characterized with light scattering. The influence of adding SC on the gelation of IC during cooling and the shear modulus of the gels, was studied in the presence of NaCl or KCl. The main conclusion of this work is that SC binds to both IC and KC, in the coil conformation as well as in the helix conformation, but that its effect on the rheology is much weaker for IC than for KC.

Le lactosérum, co-produit de la transformation fromagère, peut être valorisé en concentrant ses protéines par ultrafiltration (UF). Le principal inconvénient de l’UF est le colmatage des membranes, notamment par les protéines et le phosphate de calcium, qui entraîne une réduction des performances du procédé. Depuis quelques années, il est reconnu que les membranes peuvent être colmatées par des cellules bactériennes et des biofilms lors de l’UF du lactosérum. De nombreux auteurs ont souligné la présence de biofilms sur les membranes et investigué différents paramètres régissant la diversité bactérienne de ces biofilms. Toutefois, aucune étude n’a encore démontré l’impact concret du colmatage bactérien sur les performances de l’UF du lactosérum. L’objectif général de cette étude était donc de quantifier les baisses de performance causées par le dépôt de cellules bactériennes et la formation de biofilms lors du l’UF du lactosérum. Le premier objectif a démontré que le dépôt de cellules bactériennes pouvait exacerber les baisses de flux causées par le colmatage des protéines sériques en UF frontale, alors qu’il avait peu d’effet sur le colmatage minéral. Une neutralisation partielle des charges électrostatiques entre les bactéries et les protéines réduirait les répulsions et entraînerait la formation d’un gâteau de particules plus compact sur la membrane. Les résultats du deuxième objectif ont permis de confirmer, en UF tangentielle de lactosérum doux, que le colmatage bactérien provenant de la microflore intrinsèque du système de filtration pouvait diminuer les flux de perméation après 18 h de filtration. Le colmatage bactérien a augmenté la résistance hydraulique des membranes, permettant le calcul de résistances spécifiques au colmatage bactérien (Rbio) qui représentaient de 31 à 44% de la résistance totale de la couche de colmatage. Ces résultats démontrent que le colmatage bactérien peut influencer négativement les performances de l’UF du lactosérum et soulignent l’importance de développer des solutions pour mitiger ce colmatage. / Whey, the main co-product of cheese manufacturing, can be valorized through protein concentration by ultrafiltration (UF). The main drawback of UF is fouling, mainly by protein and calcium phosphate, which lowers the process performance. It has recently been acknowledged that membranes can also be fouled by bacterial cells and biofilms during whey UF. Numerous authors have demonstrated the presence of biofilms on membranes and investigated many parameters that can modulate the bacterial diversity of these biofilms. However, the impact of biofouling on the performance of whey UF is still unknown. The general objective of this study was therefore to quantify the loss of performance caused by bacterial cell deposition and biofilm formation during whey UF. The first objective demonstrated that bacterial cell deposition could increase the flux drop caused by whey protein fouling during dead-end UF, while it had minor effects on mineral fouling. Partial neutralization of bacterial cells and protein electrostatic charges may have reduced repulsions led to the formation of a more compact cake. The results of the second objective confirmed, during crossflow UF of sweet whey, that biofouling from the intrinsic microflora of the filtration system could lower permeation fluxes after 18 h of filtration. Biofouling also increased membrane hydraulic resistances, allowing the calculation of biofouling-specific resistances (Rbio), which accounted for 31 to 44% of the total fouling layer resistances. These results demonstrate that biofouling can negatively affect the performance of whey processing by UF and highlight the need for solutions to mitigate biofouling.

L’agrégation des valeurs qui doivent être gardées confidentielles tout en garantissant la robustesse du processus et l’exactitude du résultat est nécessaire pour un nombre croissant d’applications. Divers types d’enquêtes, telles que les examens médicaux, les référendums, les élections, ainsi que les nouveaux services de Internet of Things, tels que la domotique, nécessitent l’agrégation de données confidentielles. En général,la confidentialité est assurée sur la base de tiers de confiance ou des promesses de cryptographie, dont les capacités ne peuvent être évaluées sans expertise.L’ambition de cette thèse est de réduire le besoin de confiance dans les autorités, de même que la technologie, et d’explorer les méthodes d’agrégations de données à grande échelle, qui garantissent un degré élevé de confidentialité et ne dépendent ni de tiers de confiance ni de cryptographie. Inspiré par BitTorrent et Bitcoin, les protocoles P2P sont considérés. La première contribution de cette thèse est l’extension du protocole d’agrégation distribuée BitBallot dans le but de couvrir les agrégations dans les réseaux P2P comprenant des pairs adversaires avec un comportement défaillant ou byzantin. Les changements introduits permettent éventuellement de maintenir un résultat précis en présence d’une minorité adversaire. Les limites de scalabilité rencontrées conduisent à la deuxième contribution dans le but de soutenir les agrégations à grande échelle. Inspiré par BitBallot et BitTorrent, un nouveau protocole distribué appelé ADVOKAT est proposé.Dans les deux protocoles, les pairs sont affectés aux noeuds feuilles d’un réseau de superposition d’une structure arborescente qui détermine le calcul des agrégats intermédiaires et restreint l’échange de données. La partition des données et du calcul entre un réseau de pairs équipotent limite le risque de violation de données et réduit le besoin de confiance dans les autorités. Les protocoles fournissent une couche middleware dont la flexibilité est démontrée par les applications de vote et de loterie. / Aggregation of values that need to be kept confidential while guaranteeing the robustness of the process and the correctness of the result is necessary for an increasing number of applications. Various kinds of surveys, such as medical ones, opinion polls, referendums, elections, as well as new services of the Internet of Things, such as home automation, require the aggregation of confidential data. In general, the confidentiality is ensured on the basis of trusted third parties or promises of cryptography, whose capacities cannot be assessed without expert knowledge.The ambition of this thesis is to reduce the need for trust in both authorities and technology and explore methods for large-scale data aggregations, that ensure a high degree of confidentiality and rely neither on trusted third parties nor solely on cryptography. Inspired by BitTorrent and Bitcoin, P2P protocols are considered.The first contribution of this thesis is the extension of the distributed aggregation protocol BitBallot with the objective to cover aggregations in P2P networks comprising adversarial peers with fail-stop or Byzantine behaviour. The introduced changes allow eventually to maintain an accurate result in presence of an adversarial minority.The encountered scalability limitations lead to the second contribution with the objective to support large-scale aggregations. Inspired by both BitBallot and BitTorrent, a novel distributed protocol called ADVOKAT is proposed.In both protocols, peers are assigned to leaf nodes of a tree overlay network which determines the computation of intermediate aggregates and restricts the exchange of data. The partition of data and computation among a network of equipotent peers limits the potential for data breaches and reduces the need for trust in authorities. The protocols provide a middleware layer whose flexibility is demonstrated by voting and lottery applications.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Le thème de notre recherche porte sur l'oral 3 de l'épreuve d'agrégation externe d'éducation physique et sportive, à travers laquelle nous avons étudié le statut et la place de la vidéo dans la formation des agrégés. Nous avons choisi d'utiliser le cadre de la sociologie des sciences et techniques développée par Madeleine Akrich, Bruno Latour et Michel Callon (1992), afin de répondre à notre question de départ. Une des hypothèses principales est qu'il y aurait une chaîne de traduction constituée par un réseau permettant d'engager un changement dans la façon d'utiliser l'outil vidéo en fonction des compétences attendues pour enseigner l'EPS. Ce changement serait initié par un traducteur. Afin de reconstituer le réseau existant permettant de réaliser la traduction, c'est-à-dire la conduite du changement, nous avons réalisé des entretiens auprès des membres de jury de l'oral 3, du président de jury de l'agrégation en poste entre 2003 et 2006, d'un inspecteur général en éducation physique et sportive, des directeurs de l'ENS Cachan section EPS, des agrégatifs en EPS de l'ENS Cachan, ainsi que des enseignants formateurs à cette épreuve. Ces entretiens ont été complétés par la passation d'un questionnaire sur place à Fontainebleau, entre 2004 et 2007 afin de comprendre comment ces futurs agrégés utilisent la vidéo et la place qu'ils lui accordent durant cette épreuve. Ainsi l'analyse de ces données permet d'exposer les différentes étapes pour comprendre comment s'élabore la traduction. / Our research deals with one of the oral examinations of the Physical Education "agrégation externe" studying the status and importance of video in the trainee teachers's training. We have chosen to use the Science and Technology studies framework developed by Madeleine Akrich, Bruno Latour and Michel Callon (1992) in order to answer our initial question. One of the main hypothesis being the fact that there would be translation links constitutes by a network which enables to start a change in the way of using the video tool according to the skills which are expected in the teaching of Physical Education. This change would be initiated by a translator. In order to piece together the way the translation is being carried out by the translation, that is to say to chieve to change, we interviewed the Oral 3 jury, the president of the jury from 2003 to 2006, a chief Education Officer in Physical Education, headmasters and students of the Cachan Ecole Normale Supérieure in Physical education. These people were interviewed in Fontainebleau from 2004 to 2007 thanks to a questionnaire in order to know how the students used the video and how important the video was to them during this roal examination. Therefore, the analysis of these data enable us to present the different steps leading to a better understanding of how the translation is achieved.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'objectif principal de cette recherche est d'analyser les effets de l'agrégation sur la prévision de la demande. Cet effet est examiné par l'analyse mathématique et l’étude de simulation. L'analyse est complétée en examinant les résultats sur un ensemble de données réelles. Dans la première partie de cette étude, l'impact de l'agrégation temporelle sur la prévision de la demande a été évalué. En suite, Dans la deuxième partie de cette recherche, l'efficacité des approches BU(Bottom-Up) et TD (Top-Down) est analytiquement évaluée pour prévoir la demande au niveau agrégé et désagrégé. Nous supposons que la série désagrégée suit soit un processus moyenne mobile intégrée d’ordre un, ARIMA (0,1,1), soit un processus autoregressif moyenne mobile d’ordre un, ARIMA (1,0,1) avec leur cas spéciales. / Demand forecasting performance is subject to the uncertainty underlying the time series an organisation is dealing with. There are many approaches that may be used to reduce demand uncertainty and consequently improve the forecasting (and inventory control) performance. An intuitively appealing such approach that is known to be effective is demand aggregation. One approach is to aggregate demand in lower-frequency ‘time buckets’. Such an approach is often referred to, in the academic literature, as temporal aggregation. Another approach discussed in the literature is that associated with cross-sectional aggregation, which involves aggregating different time series to obtain higher level forecasts.This research discusses whether it is appropriate to use the original (not aggregated) data to generate a forecast or one should rather aggregate data first and then generate a forecast. This Ph.D. thesis reveals the conditions under which each approach leads to a superior performance as judged based on forecast accuracy. Throughout this work, it is assumed that the underlying structure of the demand time series follows an AutoRegressive Integrated Moving Average (ARIMA) process.In the first part of our1 research, the effect of temporal aggregation on demand forecasting is analysed. It is assumed that the non-aggregate demand follows an autoregressive moving average process of order one, ARMA(1,1). Additionally, the associated special cases of a first-order autoregressive process, AR(1) and a moving average process of order one, MA(1) are also considered, and a Single Exponential Smoothing (SES) procedure is used to forecast demand. These demand processes are often encountered in practice and SES is one of the standard estimators used in industry. Theoretical Mean Squared Error expressions are derived for the aggregate and the non-aggregate demand in order to contrast the relevant forecasting performances. The theoretical analysis is validated by an extensive numerical investigation and experimentation with an empirical dataset. The results indicate that performance improvements achieved through the aggregation approach are a function of the aggregation level, the smoothing constant value used for SES and the process parameters.In the second part of our research, the effect of cross-sectional aggregation on demand forecasting is evaluated. More specifically, the relative effectiveness of top-down (TD) and bottom-up (BU) approaches are compared for forecasting the aggregate and sub-aggregate demands. It is assumed that that the sub-aggregate demand follows either a ARMA(1,1) or a non-stationary Integrated Moving Average process of order one, IMA(1,1) and a SES procedure is used to extrapolate future requirements. Such demand processes are often encountered in practice and, as discussed above, SES is one of the standard estimators used in industry (in addition to being the optimal estimator for an IMA(1) process). Theoretical Mean Squared Errors are derived for the BU and TD approach in order to contrast the relevant forecasting performances. The theoretical analysis is supported by an extensive numerical investigation at both the aggregate and sub-aggregate levels in addition to empirically validating our findings on a real dataset from a European superstore. The results show that the superiority of each approach is a function of the series autocorrelation, the cross-correlation between series and the comparison level.Finally, for both parts of the research, valuable insights are offered to practitioners and an agenda for further research in this area is provided.