Dans cette thèse, nous définissons algébriquement le résultant déterminantiel d'un morphisme f de modules libres de type dont la matrice a en entrée des polynômes homogènes f_i,j. A l'aide des complexes d'Eagon-Northcott et de Buchsbaum-Rim associés au morphisme P nous proposons des méthodes effectives pour calculer ce résultant déterminantiel ainsi que son degré. Dans le cas où les polynômes f_i,j sont à deux variables, nous montrons que ce résultant déterminantiel est donné par le déterminant d'une matrice en les coefficients des f_i,j , qui est une généralisation de la matrice de Sylvester de deux polynômes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous étudions des problèmes d'intersection de courbes et surfaces de Bézier en évitant la fameuse conversion instable entre la base de Bernstein et la base monomiale. Ces problèmes jouissent d'une structure particulière qui est dégénérée pour le résultant de Macaulay. Nous prouvons l'existence d'un résultant anisotrope adapté à ces systèmes dégénérés et proposons un algorithme pour le calculer.

En los útimos años, aplicaciones en dominios tales como telecomunicaciones, seguridad de redes y redes de sensores de gran escala se han encontrado con múltiples limitaciones en el paradigma tradicional de bases de datos. En este contexto, los sistemas de procesamiento de flujos de datos han emergido como solución a estas aplicaciones que demandan una alta capacidad de procesamiento con una baja latencia. En los sistemas de procesamiento de flujos de datos, los datos no se persisten y luego se procesan, en su lugar los datos son procesados al vuelo en memoria produciendo resultados de forma continua. Los actuales sistemas de procesamiento de flujos de datos, tanto los centralizados, como los distribuidos, no escalan respecto a la carga de entrada del sistema debido a un cuello de botella producido por la concentración de flujos de datos completos en nodos individuales. Por otra parte, éstos están basados en configuraciones estáticas lo que conducen a un sobre o bajo aprovisionamiento. Esta tesis doctoral presenta StreamCloud, un sistema elástico paralelo-distribuido para el procesamiento de flujos de datos que es capaz de procesar grandes volúmenes de datos. StreamCloud minimiza el coste de distribución y paralelización por medio de una técnica novedosa la cual particiona las queries en subqueries paralelas repartiéndolas en subconjuntos de nodos independientes. Ademas, Stream- Cloud posee protocolos de elasticidad y equilibrado de carga que permiten una optimización de los recursos dependiendo de la carga del sistema. Unidos a los protocolos de paralelización y elasticidad, StreamCloud define un protocolo de tolerancia a fallos que introduce un coste mínimo mientras que proporciona una rápida recuperación. StreamCloud ha sido implementado y evaluado mediante varias aplicaciones del mundo real tales como aplicaciones de detección de fraude o aplicaciones de análisis del tráfico de red. La evaluación ha sido realizada en un cluster con más de 300 núcleos, demostrando la alta escalabilidad y la efectividad tanto de la elasticidad, como de la tolerancia a fallos de StreamCloud.

On étudie le comportement thermomécanique de colis de déchets vitrifiés par modélisation multi- physiques. Les colis sont réalisés avec un conteneur en acier inoxydable dans lequel est coulé un verre borosilicaté. Pour le verre, la méthode des éléments finis est employée pour les calculs thermiques, la relaxation structurale du volume massique, le comportement viscoélastique et l'endommagement. Ces lois consécutives modélisent l'influence de la sollicitation thermique initiale. La relaxation structurale du verre, issue du modèle TNM-KAHR, permet la prise en compte d'effets fondamentaux quant à la transition vitreuse, en fonction des traitements thermiques expérimentaux et simulés. Lorsque le verre dépasse localement une criticité du champ de contrainte, on procède au couplage du calcul de structure viscoélastique, pour le verre solide en relaxation,avec la mécanique de l'endommagement qui réactualise la rigidité et les contraintes en mode I et en mode II. On applique cette méthodologie complète de simulation à l'issue des adaptations nécessaires au cas de blocs de verre massifs en solidification. Ces modèles permettent alors l'obtention de surfaces de fracturation quantifiées, dans le verre, à partir de l'énergie dissipée par le modèle d'endommagement.

Cette thèse s'articule autour de développements méthodologiques sur l'évaluation théorique des énergies quantiques et relativistes d'état électroniquement excité d'atome ou de molécule. La méthode basée sur la fonction d'onde "Coupled Cluster" (CC) est à l'heure actuelle, une des méthodes les plus précise pour calculer ces états pour les systèmes à N-corps. L'implémentation présentée est basée sur un Hamiltonien relativiste à N-corps: Dirac-Coulomb à 4 composantes et une fonction d'onde "Coupled Cluster" au rang d'excitation arbitraire. Les états excités sont évalués via la théorie de la réponse linéaire, en diagonalisant la matrice Jacobienne Coupled Cluster. L'accent des travaux se porte sur l'évaluation de ses éléments en seconde quantification via un nouvel algorithme basé sur les commutateurs, et sur son adaptation au formalisme relativiste de Dirac à 4 composantes. Enfin, des applications du code à des molécules diatomiques non triviales seront présentées.

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Ces travaux portent sur la définition d'une démarche de gestion des connaissances métier, adaptée aux PME de l'ingénierie mécanique. Notre démarche vise à formaliser les connaissances contextuelles associées aux objets techniques manipulés par les acteurs au lieu de chercher à formaliser les connaissances techniques spécifiques au métier. Ceci se traduit par la définition d'une approche collaborative de gestion des connaissances s'appuyant sur des outils légers de collecte de connaissances tout en essayant d'instaurer une culture de partage de connaissance. Nous proposons KALIS (Knowledge about Activities as a Link to Information Sharing), un outil informatique permettant de partager et d'identifier les informations utiles au cours des projets grâce à un dispositif d'évaluation de la maturité des informations support et des pratiques. La mise en œuvre de cette approche sur le terrain s'est déroulée de manière itérative (proposition de solution, retour d'expérience, amélioration) au sein d'une petite entreprise spécialiste du calcul mécanique et partenaire de ce travail. Une longue période de mise en œuvre permet de conclure aujourd'hui sur la pertinence d'une telle approche collaborative de gestion des connaissances car elle impacte positivement la réactivité de l'entreprise et la fiabilité des résultats de calcul fournis. Les éléments clés mis en évidence dans ces travaux peuvent se résumer ainsi : définition du concept d'information support comme soutien à la capitalisation des connaissances dans un contexte PME, concept de vitrine et d'espace de travail pour le partage des connaissances, apports sur le processus d'évaluation de la maturité des connaissance, mise en œuvre d'une démarche de recherche intervention et retour d'implémentation dans un contexte industriel.

Cette thèse s'intéresse à l'orchestration de services répartie, résultat (1) d'une approche explicite de découpage d'une orchestration en sous-orchestrations localisées sur des sites physiques distants à des fins de protection de données par exemple, ou (2) d'une approche constructive issue du regroupement d'orchestrations existantes potentiellement hétérogènes, afin de constituer une orchestration globale mais répartie. Les orchestrations de services reflètent des processus métiers, souvent de longue durée, et qui doivent donc pouvoir être adaptables dynamiquement à l'exécution. Cette thèse propose un support d'exécution pour des orchestrations réparties, hétérogènes, dynamiquement reconfigurables, et permettant une administration globale. Une orchestration de services peut être abordée selon ses deux dimensions : temporelle qui reflète l'enchainement des services dans le temps, spatiale qui reflète les services que l'orchestration a besoin d'invoquer afin de s'exécuter. Nous proposons ainsi un nouveau modèle à composants pour les applications orientées services, inspiré en partie de SCA et de SCA/BPEL, mais permettant de représenter ces deux dimensions. Notre approche se fonde sur un modèle de composants logiciels répartis et dynamiquement reconfigurables, et hérite donc des qualités de répartition et de reconfiguration dynamique. Nous décrivons une mise en oeuvre au dessus de l'implémentation du modèle "Grid Component Model" sur la plateforme de programmation répartie à objets actifs "ProActive". Nous validons notre approche expérimentalement via une application à services d'installation et d'administration d'un parc de passerelles basées sur OSGi.

Les architectures des machines multi-coeurs actuelles deviennent de plus en plus complexes à cause du modèle de conception hiérarchique adopté. Par conséquent, assurer une meilleure stabilité, reproductibilité et prédictibilité des performances sur ces machines nécessite une compréhension approfondie des interactions qui existent entre les applications multi-threads et le matériel sous-jacent. Dans cette thèse, nous étudions deux aspects importants pour les performances des applications multi-threads. Nous montrons que la stabilité des performances est un critère important à considérer dans le processus d'évaluation des performances, et que le placement des threads est une technique efficace en termes de stabilité et d'amélioration des performances des programmes. Nous commençons par étudier la variabilité des temps d'exécution des programmes, nous définissons un protocole rigoureux d'évaluation des performances, puis nous analysons les raisons de cette variabilité et ses implications pour la mesure des performances. Ensuite, nous étudions la relation entre le partage des données entre threads et les stratégies de placement des threads sur machines hiérarchiques. Nous considérons plusieurs stratégies où le même placement est appliqué pour toute la durée d'exécution du programme. Alors que certaines reposent sur les caractéristiques des applications, d'autres non. Nous présentons aussi d'autres stratégies de placement des threads autorisant la migration des threads afin d'exploiter le partage des données au cours des différentes phases d'un programme.

Contrairement aux liquides ordinaires, les fluides complexes comme le sang exhibent des comportements étranges qui dépendent essentiellement des structures sous-jacentes qui les composent. La simulation des écoulements sanguins continue de poser un formidable défi pour les modélisations théoriques et numériques dont l'intérêt est de développer des méthodes et des outils de simulation pour la communauté médicale. Nous proposons dans cette thèse une contribution à ce projet qui sera majoritairement centré sur les aspects numériques et informatiques. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l'interaction entre le sang et la paroi vasculaire, qui joue un rôle important dans les grandes artères comme l'aorte. Nous nous sommes aussi investis dans la simulation du transport des cellules sanguines dans le sang. Pour la résolution des équations aux dérivées partielles décrivant nos modèles d'hémodynamique, nous avons choisi d'utiliser des méthodes numériques dont la précision pourra être accrue de manière arbitraire. Dans ce but, les principaux ingrédients qui ont été mis en oeuvre sont (i) la méthode des éléments finis basée sur des approximations de Galerkin d'ordre arbitraire en espace et géométrie, (ii) la méthode ALE pour la prise en compte de la mobilité des domaines pour des déplacements d'ordre arbitraire, (iii) les couplages implicites et semi-implicites pour l'interaction fluide-structure. Nous proposons également une nouvelle formulation de la méthode de la frontière élargie visant à modéliser le transport de particules déformables immergées dans un fluide. Nos simulations numériques se sont appuyées sur la librairie de calcul Feel++, spécialisée dans la résolution d'EDP. Outre l'implémentation des modèles physiques, nous y avons développé diverses fonctionnalités nécessaires à la mise en oeuvre de nos méthodes : interpolation, méthode de Galerkin non standard, méthode ALE, environnement pour l'interaction fluide-structure. De plus, de par la taille des géométries et la complexité des modèles mis en jeu, le passage au calcul parallèle a été indispensable pour pouvoir réaliser nos simulations. Ainsi, nous avons décrit le développement qui a été effectué dans cette librairie pour permettre le déploiement de nos programmes sur des architectures parallèles.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'évolution des Systèmes d'Informations Géographiques (SIG) et de leur capacité à répondre à des problématiques environnementales qui s'expriment de manière globale et transversale. Dans un contexte ou l'information géographique est en plein essor et où la quantité de données disponible ne cesse de croitre, le besoin en terme d'outil d'aide a la décision n'a jamais été aussi fort. Cette étude s'attache tout particulièrement au cadre de la résolution de problématiques liées à l'eau et l'environnement lorsque les données deviennent trop volumineuses pour être traitées par des moyens de calculs séquentiels classiques. Nous proposons une plateforme de calculs répartis sur une grappe d'ordinateurs qui parallélise le calcul de la délimitation des bassins versants des grands fleuves et la détermination des flots d'accumulation. A cette fin nous introduisons une technique de calcul parallèle d'une forêt d'arbres couvrants minimums représentant le parcours de l'eau de chaque point du Modèle Numérique de Terrain (MNT) vers la mer. Cette technique débute par une délimitation des cuvettes (ensemble de points allant vers le même minimum local) contenues dans le MNT. Ensuite une hiérarchie de déversement des cuvettes les unes dans les autres est construite jusqu'à obtenir les bassins versants des fleuves. L'étude se poursuit par la description d'un algorithme parallèle pour le calcul très couteux des flots d'accumulation en chaque point du MNT. Enfin cette thèse présente une version ≪out-of-core≫ de nos algorithmes parallèles afin d'étendre la portée de nos travaux a des grappes de dimensions modestes qui ne peuvent pas charger en mémoire la totalité du MNT traite.