Les travaux présentés dans cette thèse, qui s’inscrivent dans le cadre du projet franco-allemand DSS_Evac_Logistic, visent à proposer des méthodes permettant de calculer des plans d’évacuation macroscopiques d’une ville lors d’une catastrophe majeure. Deux problèmes d’évacuations sont considérés dans cette thèse : le problème d’évacuation par bus et le problème d’évacuation par bus et voitures. Le problème d’évacuation par bus a pour objectif de définir un plan d’évacuation afin de mettre à l’abri les évacués. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’étude de trois versions du problème d’évacuation par bus. La première version est monocritère où nous cherchons à minimiser la date de fin d’évacuation. Puis, dans le second problème et afin d’assurer la sécurité des évacués, nous avons considéré une version bicritère qui généralise le cas monocritère, en incluant le risque encouru lors de l’évacuation des personnes. Les deux critères à minimiser sont la date de fin d’évacuation et le risque. La troisième version est une version robuste bicritère qui permet d’appréhender l’incertitude sur les données. Le but est de minimiser à la fois la date de fin d’évacuation et les modifications apportées sur une solution, de sorte qu’elle soit réalisable pour n’importe quel scénario de données. Pour résoudre ces problèmes d’évacuation par bus, nous avons proposé des méthodes exactes et des méthodes heuristiques. / The work presented in this thesis, which is a part of the Franco-German project DSS_Evac_Logistic, aims at proposing methods to calculate macroscopic evacuation plans for mid-size towns after a tremendous disaster. Two evacuation problems have been tackled in this thesis : the bus evacuation problem and bus-and-vehicle evacuation problem. The bus evacuation problem aims at calculating an evacuation plan to relocate evacuees outside the endangered area. In this thesis, we consider three versions of the bus evacuation problem. The first one is a monocriterion problem, where the objective is to minimize the maximum evacuation time. In order to guarantee the safety of evacuees, we have considered a bicriteria problem, which is a generalization of the monocriterion version, in which we take into consideration the risk exposure of the evacuees. Consequently, the bicriteria problem is solved by minimizing the total evacuation time and the risk. The third version is a bicriteria robust version because most of the planning data is subject to uncertainty. The goal is to minimize both the evacuation time and the vulnerability of the schedule that is subject to different evacuation circumstances. To solve all the versions of the bus evacuation problem, we have developed exact solutions based on mathematical formulation to address small instances and heuristic solutions to deal with larger instances.

Cette thèse a pour objet d’évaluer, de développer et de tester différentes méthodes qualitatives et manières d’évaluer ex-post les impacts et la contribution de la recherche sur les processus d’innovations et la société, par rapport à la transition à l’agriculture biologique.Nous avons réalisé deux cas d’études traitant de la transition à l’agriculture biologique. Le premier est le cas camarguais (en France) englobant un ensemble d’innovations techniques. Le second concerne le développement du produit biologique Ecostop pour protéger les abeilles contre la maladie de la varroatose en Bulgarie.Nous évaluons le potentiel d’une approche globale basée sur l’analyse participative du chemin de l’impact (PIPA) mais adaptée et complémentée par de nombreuses autres méthodes (premier article, partie 4), ainsi que le potentiel de l’analyse du réseau social (SNA) (deuxième article, partie 5) et de la théorie de l’acteur réseau (ANT) (troisième article, partie 6) pour l’évaluation ex-post des impacts et de la contribution de la recherche. Nous étudions les impacts de la recherche en Camargue et la manière dont ils ont été générés. Le cas Bulgare est seulement utilisé pour évaluer le potentiel d’ANT (avec le cas camarguais).L’approche basée sur PIPA permet d’évaluer avec succès les impacts et la contribution de la recherche. Nous avons pu mettre en évidence que la recherche a contribué au changement en Camargue à travers le développement d’interactions de co-apprentissage avec les producteurs bien que cela ne se soit pas avéré crucial pour le succès de l’innovation dans son ensemble. Les politiques agricoles, facteurs économiques, tests conduits indépendamment par les agriculteurs, et le cadre institutionnel, ont été les facteurs les plus importants et ayant eu le plus d’effets. En ce qui concerne SNA, il est apparu utile pour valider les dires des parties prenantes sur les relations entre acteurs ainsi que leurs implications sur la transition à l’agriculture biologique. Par exemple, le rôle grandissant joué par l’INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) au sein du réseau d’acteurs a été confirmé de même que sa contribution à la transition vers l’agriculture biologique. Quant à l’approche ANT, elle permet de mettre en avant les relations interpersonnelles d’acteurs et leurs effets sur le développement de l’innovation. Nous soulignons en particulier l’importance des leaders d’opinion au cours des phases d’implémentation et de diffusion ; et montrons également l’importance de problématiser les questions devant être traitées afin d’améliorer le succès des programmes de recherche. / This thesis intends to evaluate, develop and test different qualitative methods and ways of ex-post assessing the impacts and contribution of the research on innovation processes and the society, in relation to the transition to organic agriculture.We have conducted two case studies focusing on the transition to organic farming. First is the Camargue case (in France) that encompasses a broad range of technical innovations. Second is on the development of the organic product Ecostop to protect bees against the varroatosis disease in Bulgaria.We evaluate the potential of a broad approach based on the Participatory Impact Pathway Analysis (PIPA) and adapted & complemented by several other methods (first article, part 4), as well as the potential of the Social Network Analysis (SNA) (second paper, part 5) and of the Actor Network Theory (ANT) (third paper, part 6), in evaluating ex-post the impacts and contribution of the research. We study the impacts of the research in the Camargue and how they were generated. The Bulgarian case is only used to evaluate the potential of ANT (together with the Camargue case).The approach based on PIPA allows assessing successfully the impacts and contribution of the research. We could show that the research contributed to change in the Camargue by developing co-learning interactions with farmers although this was not critical to the success of the innovation as a whole. The agricultural policies, economic factors, the testing conducted independently by farmers, and the institutional framework, were the most important and influential factors. With respect to SNA, it was of interest to validate stakeholders’ views on actors’ relationships and their implications on the transition to organic farming. For example, the growing role played by INRA (National Research Agronomic Institute) within the actor network was confirmed as well as its contribution to the transition. As to ANT, it allows highlighting interpersonal actors’ relationships and their effects on the innovation development. We particularly underline the importance of opinion leaders in the phases of implementation and diffusion; and also show the importance of problematizing the issues to be tackled in order to increase the success of research programs.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre_Luiz_Silva_Dissertacao.pdf: 1617615 bytes, checksum: b9d6390cbd6486428e180a864460efe9 (MD5) Previous issue date: 2013-03-20 / En utilisant une méthodologie basée à la micro-histoire, cette recherche est directionée à l´arrière-scène de la faillite, de la liquidation et de l´achat du Chemin de Fer de Araraquara (EFA) par São Paulo Northern Railroad Company (SPNRC) en dépistant le réseau de interactions entre les divers personnages engagés avec la voie ferrée et avec Paul Deleuze, le président de la SPNRC. Après une étude profonde historiographique on a constaté que le engagement de Deleuze avec la EFA est directement en relation avec un emprunt realisé par un groupe d´ investisseur que en 1909 a acquis plus de la moitié des actions de la voie ferée araraquarense. Par un procureur, les administrateurs de la EFA ont établi un accord avec la banque allemande L. Behrens& Sohne. L´emprunt a réalisé à partir des informations peu harmonieuse avec la réelle situation financière de voie ferée, dejà endetté. Avec le emprunt le passif de la voie ferée a augmenté considérablement et comme elle avait dejà vécue les problèmes antérieurs elle a fait faillite en 1914. Dans ce moment, les différentes groupes intéressés au contôle de la EFA sont entrés dans les disputes judicieuses relatives aux supposées irrégularités faites par les directeurs de la voie ferée et par la banque allemande dans la émission des débentures. La Première Grande Guèrre est devenue un obstacle pour ceux qui portaient des débentures afin d´avoir une participation directe dans la liquidation de la EFA, et encore, la banque L. Behrens & Sohne s´en est utlisée pour conduire directament le procès de liquidation de la voie ferée . Paul Louis Joseph Deleuze, banquier et avocat, président d´une banque avec établissement aux États-Unis et avec filial à Paris, c´était un des créanciers. En articulant avec les autres qui portaient des obligations et après avec les banquiers allemands, il a fondé aux États-Unis l´entreprise São Paulo Northern Railroad Company, il est venu au Brésil comme une partie de la stratégie chez les banquiers allemands afin de contrôler la possible annulation du emprunt et encore pour réduire les droits des créanciers. Cette dissertation est une étude à propos des stratégies de Paul Deleuze et d´autres personnages engagés avec la faillite, la liquidation et l´achat du Chemin du Fer Araraquara entre 1909 et 1916 / Utilizando uma metodologia baseada na micro-história, esta pesquisa volta-se para os bastidores da falência, liquidação e compra da Estrada de Ferro Araraquara (EFA) pela São Paulo Northern Railroad Company (SPNRC), rastreando a rede de interações entre os diversos personagens envolvidos com a ferrovia e com Paul Deleuze, presidente da SPNRC. Após um profundo estudo historiográfico constatou-se que o envolvimento de Deleuze com a EFA está diretamente relacionado a um empréstimo realizado por um grupo de investidores que, em 1909, adquiriu mais da metade das ações da ferrovia araraquarense. Por meio de um procurador, os administradores da EFA estabeleceram um acordo com o banco alemão L. Behrens & Sohne. O empréstimo foi realizado a partir de dados pouco condizentes com a real situação financeira da ferrovia, então já endividada. Com o empréstimo o passivo da ferrovia aumentou consideravelmente e como já vivenciava problemas financeiros anteriores, veio a falir em 1914. Neste meio tempo, os diferentes grupos interessados no controle da EFA entraram em disputas judiciais relativas às supostas irregularidades cometidas pelos diretores da estrada de ferro e pelo banco alemão na emissão das debêntures. A Primeira Grande Guerra tornou-se um obstáculo para que os portadores de debêntures pudessem ter uma participação direta na liquidação da EFA, sendo que o banco L. Behrens & Sohne utilizou-se deste fator para conduzir diretamente o processo de liquidação da ferrovia. Paul Louis Joseph Deleuze, banqueiro e advogado, presidente de um banco com sede nos EUA e filial em Paris, era um dos debenturistas. Articulando-se com os demais portadores de obrigações e em seguida com os banqueiros alemãs, fundou nos EUA a empresa São Paulo Northern Railroad Company, vindo para o Brasil como parte da estratégia dos banqueiros alemães em contornar a possível anulação do empréstimo e reduzir os direitos dos debenturistas. A presente dissertação é um estudo a respeito das estratégias de Paul Deleuze e outros personagens envolvidos na falência, liquidação e compra da Estrada de Ferro Araraquara entre 1909 e 1916

L’étude des propriétés d’équilibre d’un système Coulombien quantique à plusieurs composantes présente un intérêt théorique fondamental, au-delà de ses nombreuses applications. Le mélange hydrogène-hélium est omniprésent dans la nébuleuse interstellaire ou les planètes géantes, et c’est aussi le constituant majoritaire du Soleil, où les interactions entre électrons et noyaux sont purement électrostatiques en première approximation.Ce travail est dévolu à l’équation d’état de ce mélange vu comme un plasma quantique constitué de protons, de noyaux d’Hélium et d’électrons. Dans ce cadre, nous développons des méthodes numériques pour estimer des intégrales de chemin représentant des ingrédients essentiels. En outre, nous construisons une nouvelle version de la diagrammatique à la Mayer resommée bien adaptée à nos objectifs.Tout d’abord, nous améliorons le double développement basse température et basse densité, dit SLT, pour l’hydrogène pur, grâce à de meilleures estimations des termes à trois corps, les résultats étant par ailleurs comparés à la fameuse équation d’état OPAL. Les densités plus élevées sont atteintes de manière non-perturbative, en utilisant des fonctions de partition d’entités recombinées suffisamment précises. Ainsi l’ionisation par pression est décrite sur une base théorique robuste. Nous étudions également d’autres quantités d’équilibre, comme l’énergie interne et la vitesse du son. Dans la dernière partie, nous calculons l’équation d’état du mélange hydrogène-hélium en incluant les effets d’écran associés aux ions He+, ainsi que des corrections à la Debye déterminées de manière auto-cohérente. Nos résultats nous permettent de comprendre le contenu physique d’approches ad-hoc et de déterminer leurs régimes de validité. Nous obtenons aussi une description plus fiable du mélange, qui devrait être précise le long de l'adiabate du Soleil. / The study of the thermodynamic properties of a multi-component quantum Coulomb system is of fundamental theoretical interest and has, beyond that, a wide range of applications. The Hydrogen-Helium mixture can be found in the interstellar nebulae and giant planets, however the most prominent example is the Sun. Here the interaction between the electrons and the nuclei is almost purely electrostatic.In this work we study the equation of state of the Hydrogen-Helium mixture starting from first principles, meaning the fundamental Coulomb interaction of its constituting particles. In this context we develop numerical methods to study the few-particle clusters appearing in the theory by using the path integral language. To capture the effects of the long-range Coulomb interaction between the fundamental particles, we construct a new version of Mayer-diagrammatic, which is appropriate for our purposes. In a first step, we ameliorate the scaled-low-temperature (SLT) equation of state, valid in the limit of low density and low temperature, by taking three-body terms into account and we compare the predictions to the well-established OPAL equation of state. Higher densities are accessed by direct inversion of the density equations and by the use of cluster functions that include screening effects. These cluster functions put the influence of screening on the ionization, unto now treated ad-hoc, on a theoretically well-grounded basis. We also inspect other equilibrium quantities such as the speed of sound and the inner energy. In the last part we calculate the equation of state of the Hydrogen-Helium mixture including the charged He+ ions in the screening process. Our work gives insights in the physical content of previous phenomenological descriptions and helps to better determine their range of validity. The equation of state derived in this thesis is expected to be very precise as well as reliable for conditions found in the Sun.

La génération de chemins lisses pour les voitures intelligentes est l’une des conditions les plus importantes pour faire accepter et faciliter la navigation autonome de ces véhicules. Cette thèse propose plusieurs méthodes de génération de chemins lisses pour les véhicules non-holonomes qui permet une continuité intrinsèque de la courbure de navigation et offre par ailleurs une flexibilité accrue pour diverses conditions aux limites. Le chemin de courbure continue est construit en composant plusieurs clothoids, comprenant notamment des segments de lignes et/ou d’arcs, et où chaque clothoid est obtenue par une régulation appropriée de ses paramètres. À partir de ces propriétés, le chemin obtenu est nommé pCCP (parametric Continuous Curvature Path). Le pCCP fournit un diagramme de courbure qui facilite une commande en orientation du véhicule, ce qui permet d'obtenir une évolution lisse de sa trajectoire. Le problème du pCCP local est défini par des configurations initiales et finales (caractérisées pour chacune par une posture et un angle de braquage). Le problème a été étendu pour être aussi général que possible en incluant plusieurs cas. La génération locale de pCCPs, pour des cibles statiques, est spécifiquement décrite, les problèmes ont été divisés en trois problèmes et chaque problème a été décomposé par la suite en plusieurs sous-classes possibles. Pour avoir une flexibilité importante des pCCPs proposés, des cibles dynamiques ont été considérées, obtenant ainsi le dynamic-pCCP (d-pCCP). Un cadre simple mais efficace pour analyser l'état futur de l'évitement des obstacles est appliqué en configuration 4D (3D avec l’ajout d’un axe temporel) en mettant en exergue deux manoeuvres d’évitement possibles, car les évolutions avant et arrière sont appliquées et validées avec plusieurs exemples. Selon une méthodologie similaire pour atteindre les critères de performance liés à la génération des pCCPs, le h-CCP (pour human-pCCP) est proposé en utilisant des modèles expérimentaux comportementaux d’échantillons de conducteurs humains. À partir de quelques sous-expériences, le modèle de conduite humain pour l’évitement d’obstacles, les changements de voie et les mouvements en virage sont extraits et ces modèles ont été inclus pour créer ainsi le h-CCP (obtenu d’une manière similaire au pCCP mais avec différents critères d’optimisation) qui permet d’améliorer considérablement le confort des passagers. / Smooth path generation for car-like vehicles is one of the most important requisite to facilitate the broadcast use of autonomous navigation. This thesis proposes a smooth path generation method for nonholonomic vehicles which has inherently continuity of curvature and having important flexibility for various boundary conditions. The continuous curvature path is constructed by composing multiple clothoids including lines and/or arc segments, and where each clothoid is obtained by parameter regulation. From those properties the path is named pCCP (parametric Continuous Curvature Path) and provides curvature diagram which facilitates a smooth steering control for path following problem. Local pCCP problem is defined by initial and final tuple configurations (vehicles posture and steering angle). The problem is expanded to be as general as possible by including several cases. The local pCCP generation for steady target pose is specifically described, where the problem is divided into three problems and each problem is also decomposed into several sub-cases. To give more flexibility to the proposed pCCP, dynamic target is considered to obtain dynamic-pCCP (d-CCP). A simple but efficient framework to analyze the future status of obstacle avoidance is applied in 4D (3D with the addition of time axis) configuration and two avoidance maneuvers as front and rear avoidance are applied and validated with several examples. Under the similar methodology in performance criteria of pCCP generation, the human-CCP (h-CCP) is derived from experimental patterns of human driver samples. From several subexperiments, human driving pattern for obstacle avoidance, lane change and cornering motion are extracted and those pattern were included to make the h-CCP (which is obtained with similar way as pCCP but with different optimization criteria) to enhance considerably the passenger comfort.

Comment les Tahitiens ont-ils conceptualisé le ciel pour en faire un instrument de mesure astronomique ? Leurs traditions apportent des explications sous forme de récits cosmogoniques. Ils peuvent nous envoûter mais, ils ne sont pas considérés comme des solutions scientifiques. L'astronomie a accordé aux théories qui ont cours aujourd'hui toutes les apparences du sérieux et de la rationalité. La cosmogonie a commencé le jour où l'homme s'est posé des questions sur son environnement et ses origines. Il fallait demander à ceux qui avaient voyagé, de raconter ce qu’ils avaient vu et entendu sur les régions encore plus lointaines. Les Tahitiens font partie de ces curieux qui sont allés voir ce qu’il y avait au-delà de l’horizon et pour qui la parole d’un ancêtre était acte de foi. Les réponses se trouvent donc dans les récits mythiques et le vocabulaire utilisé, à la source des symboles intellectuels. Pour les déchiffrer, l’approche linguistique est indispensable.Dans la cosmogonie tahitienne, le dieu Ta’aroa crée le monde. Le ciel demeure cependant uni à la terre, il le soulève à l’aide de dix piliers (pou), que repèrent des étoiles appelées ‘anā. Les objets célestes peuvent ainsi émerger des abysses à l’horizon et se mouvoir sur le dôme en traçant une dizaine de chemins (rua), guidés par les plus remarquables d’entre eux, les ta’urua. Cette conceptualisation du ciel offrira aux Tahitiens un instrument de mesure spatiotemporel remarquable.Leur lexique astronomique comporte près de deux cents termes porteurs de concepts. Les revisiter conduit à découvrir leur ancienne science. / How did the Tahitians conceptualize the skies in order to create their own instrument of astronomy? Traditions provide explanations in the form of cosmogony stories. They can entice or by no means are they considered scientific evidence. Astronomy has supported theories that give today a certain seriousness or rationality.Cosmogony began the day when man inquired about its environment and its origins. To fully understand, they asked those that have travelled in the past, recollecting descriptions of what they had seen and heard from faraway places.The curiosity of Tahitians has pushed them to travel beyond the horizon having only faith in the words of their ancestors. The answers can be found within the mythical recitals by understanding the vocabulary used at the source of intellectual symbols. Without a doubt, the approach of a linguist is necessary.In Tahitian cosmogony, the God Ta'aroa created the world. The sky was attached to the earth and in order to separate them; he used ten pillars "Pou", that are marked by stars in the sky called "'Anā". Celestial bodies move across the dome sky by following pathways called "Rua" and each pathway is highlighted by a dominant star called "Ta'urua". This conceptualization of the sky gave Tahitians a remarkable instrument for measuring space and time. The lexicon of astronomy terms numbers nearly two hundred. Understanding them leads one to discover their ancient science.

Cette thèse développe des algorithmes pour les problèmes de plus court chemin sous cont-rain-tes de ressources, et les applique à l'optimisation des rotations des avions et des équipages d'une compagnie aérienne dans le cadre d'approches par génération de colonnes.Les problèmes de plus court chemin sous contraintes de ressources sont généralement résolus grâce à une énumération intelligente de tous les chemins non dominés. Les approches récentes utilisent des bornes sur les ressources des chemins pour éliminer des solutions partielles. L'efficacité de la méthode est conditionnée par la qualité des bornes utilisées. Notre principale contribution au domaine est l'introduction d'une procédure générique pour calculer des bornes qui s'applique à la plupart des problèmes de chemins sous contraintes, et en particulier les problèmes stochastiques. A cette fin, nous introduisons une généralisation du problème de plus court chemin sous contraintes dans laquelle les ressources des chemins appartiennent à un monoïde ordonné comme un treillis. La ressource d'un chemin est la somme des ressources de ses arcs, le terme somme désignant l'opérateur du monoïde. Le problème consiste à trouver parmi les chemins qui satisfont une contrainte donnée celui dont la ressource minimise une fonction de coût croissante de la ressource des chemins. Nous généralisons les algorithmes d'énumération à ce nouveau problème. La théorie des treillis nous permet de construire une procédure polynomiale pour trouver des bornes de qualité. L'efficacité pratique de la méthode est évaluée au travers d'une étude numérique détaillée sur des problèmes de chemins déterministes et stochastiques. Les procédures de calcul des bornes peuvent être interprétées comme des généralisations aux monoïdes ordonnés comme des treillis d'algorithmes de la littérature définis pour résoudre un problème de chemin pour lequel les ressources des chemins prennent leur valeur dans un semi-anneau.Nos algorithmes de chemins ont été appliqués avec succès au problème de crew pairing. Étant donné un ensemble de vols opérés par une compagnie aérienne, les problèmes d'aircraft routing et de crew pairing construisent respectivement les séquences de vols opérées par les avions et par les équipages de manière à couvrir tous les vols à moindre coût. Comme certaines séquences de vols ne peuvent être réalisées par un équipage que s'il reste dans le même avion, les deux problèmes sont liés. La pratique actuelle dans l'industrie aéronautique est de résoudre tout d'abord le problème d'aircraft routing, puis le problème de crew pairing, ce qui aboutit à une solution non-optimale. Des méthodes de résolution pour le problème intégré ont été développées ces dix dernières années. Nous proposons une méthode de résolution pour le problème intégré reposant sur deux nouveaux ingrédients : un programme linéaire en nombre entier compact pour le problème d'aircraft routing, ainsi que de nouveaux pour le problème esclave de l'approche usuelle par génération de colonnes du problème de crew pairing. Ces algorithmes pour le problème esclave sont une application de nos algorithmes pour le problème de plus court chemin sous contraintes. Nous généralisons ensuite cette approche de manière à prendre en compte des contraintes de probabilités sur la propagation du retard. Ces algorithmes permettent de résoudre quasiment à l'optimum les instances industrielles d'Air France / This thesis develops algorithms for resource constrained shortest path problems, and uses them to solve the pricing subproblems of column generation approaches to some airline operations problems.Resource constrained shortest path problems are usually solved using a smart enumeration of the non-dominated paths. Recent improvements of these enumeration algorithms rely on the use of bounds on path resources to discard partial solutions. The quality of the bounds determines the performance of the algorithm. Our main contribution to the topic is to introduce a standard procedure to generate bounds on paths resources in a general setting which covers most resource constrained shortest path problems, among which stochastic versions. In that purpose, we introduce a generalization of the resource constrained shortest path problem where the resources are taken in a lattice ordered monoid. The resource of a path is the monoid sum of the resources of its arcs. The problem consists in finding a path whose resource minimizes a non-decreasing cost function of the path resource among the paths that satisfy a given constraint. Enumeration algorithms are generalized to this framework. We use lattice theory to provide polynomial procedures to find good quality bounds. The efficiency of the approach is proved through an extensive numerical study on deterministic and stochastic path problems. Interestingly, the bounding procedures can be seen as generalizations to lattice ordered monoids of some algebraic path problem algorithms which initially work with resources in a semiring.Given a set of flight legs operated by an airline, the aircraft routing and the crew pairing problem build respectively the sequences of flight legs operated by airplanes and crews at minimum cost. As some sequences of flight legs can be operated by crews only if they stay in the same aircraft, the two problems are linked. The current practice in the industry is to solve first the aircraft routing, and then the crew pairing problem, leading to a non-optimal solution. During the last decade, solution schemes for the integrated problem have been developed. We propose a solution scheme for the integrated problem based on two new ingredients: a compact integer program approach to the aircraft routing problem, and a new algorithm for the pricing subproblem of the usual column generation approach to the crew pairing problem, which is based on our resource constrained shortest path framework. We then generalize the algorithm to take into account delay propagation through probabilistic constraints. The algorithms enable to solve to near optimality Air France industrial instances

Nous nous intéresserons aux graphes avec conflits (un conflit est une paire d’arêtes ne pouvant pas simultanément faire partie d’un même sous-graphe), dans lesquels nous étudierons différents types de problèmes liés à l’existence de sous-graphes sans conflit, de nature aussi bien algorithmique que combinatoire, notre ligne directrice étant la notion de connectivité. Nous verrons que plusieurs résultats, simples sans conflit, ne le sont plus lors de l’ajout de conflits. Nous présenterons : des algorithmes exacts (non polynomiaux), des résultats de \mathcal{N P}-complétude, et des conditions suffisantes assurant l’existence de certains objets (arbre couvrant, chemin et cycle hamiltonien) sans conflits. / We will look at graphs with conflicts (conflict is a pair of edges can not simultaneously be part of the same subgraph), in which we will study different types of problems related to the existence of subgraphs without conflict. The nature of the problems is both combinatorial and algorithmic. Our guideline is the notion of connectivity. We will see several results, simple without conflict, are no longer when adding conflicts. We will present exact algorithms (not polynomial), \mathcal{N P}-completeness results and sufficient conditions ensuring the existence of certain objects (spanning tree, path and Hamiltonian cycle) without conflict.

La théorie des bifurcations est utilisée pour étudier certains aspects des systèmes dynamiques qui intervient lorsqu'un petit changement d'un paramètre physique produit un changement majeur dans l'organisation du système. Ces phénomènes ont lieu dans les systèmes physiques, chimiques, biologiques, écologiques, économiques et sociaux. Cette idée unificatrice a été appliquée pour modéliser et explorer à la fois tant les systèmes sociaux que les systèmes physiques. Dans la première partie de cette thèse, nous appliquons les outils de la physique statistique et de la théorie des bifurcations pour modéliser le problème des décisions binaires dans les sciences sociales. Nous avons mis au point un schéma permettant de prédire l’apparition de sauts extrêmes dans ces systèmes en se basant sur la notion de précurseurs, utilisés comme signal d'alerte d'apparition de ces événements catastrophiques. Nous avons également résolu un modèle mathématique d’effondrement social fondé sur une équation de "régression logistique" utilisée pour décrire la croissance d’une population et la façon dont celle-ci peut être influencée par des ressources limitées. Ce modèle présente des bifurcations sous-critiques et nous avons étudié sa relation avec le phénomène social du « sunk-cost effect » (effet de coût irrécupérable). Ce dernier phénomène explique l’influence des investissements passés sur les décisions présentes, et la combinaison de ces deux phénomènes est utilisé comme modèle pour expliquer la désintégration de certaines sociétés anciennes (basés sur des témoignages archéologiques). Dans la deuxième partie de cette thèse, nous étudions les systèmes macroscopiques décrits par des équations différentielles stochastiques multidimensionnelles ou, de manière équivalente, par les équations multidimensionnelles de Fokker-Planck. Afin de calculer la fonction de distribution de probabilité (PDF), nous avons introduit un nouveau schéma alternatif de calcul basé sur les intégrales de chemin (« Path Integral ») lié aux processus stochastiques. Les calculs basés sur les intégrales de chemin sont effectués sur des systèmes uni et bidimensionnels et successivement comparés avec certains modèles dont on connaît la solution pour confirmer la validité de notre méthode. Nous avons également étendu ce schéma pour estimer le temps d’activation moyen (« Mean Exit Time »), ce qui a donné lieu à une nouvelle expression de calcul pour les systèmes à dimension arbitraire. A` noter que pour le cas des systèmes dynamiques à deux dimensions, les calculs de la fonction de distribution de probabilité ainsi que du temps de sortie moyen ont validé le schéma des intégrales du chemin. Ça vaut la peine de souligner que la perspective de poursuivre cette ligne de recherche repose sur le fait que cette méthode est valable pour les « non gradient systems » assujettis à des bruits d'intensité arbitraires. Cela ouvre la possibilité d'analyser des situations plus complexes où, à l'heure actuelle, il n'existe aucune méthode permettant de calculer les PDFs et/ou les METs. / Bifurcations in continuous dynamical systems, i.e., those described by ordinary differential equations, are found in a multitude of models such as those used to study phenomena related to physical, chemical, biological, ecological, economic and social systems. Using this concept as a unifying idea, in this thesis, we apply it to model and explore both Social as well as Physical systems. In the first part of this thesis we apply tools of statistical physics and bifurcation theory to model a problem of binary decision in Social Sciences. We find an scheme to predict the appearance of extreme jumps in these systems based on the notion of precursors which act as a kind of warning signal for the upcoming appearance of these catastrophic events. We also solve a mathematical model of social collapse based on a logistic re-growing equation used to model population grow and how limited resources change grow patterns. This model exhibits subcritical bifurcations and its relation to the social phenomenon of sunk-cost effect is studied. This last phenomenon explains how past investments affect current decisions and the combination of both phenomena is used as a model to explain the disintegration of some ancient societies, based on evidence from archeological records. In the second part of this thesis, we study macroscopic systems described by multidimensional stochastic differential equations or equivalently by their deterministic counterpart, the multidimensional FokkerPlanck equation. A new and alternative scheme of computation based on Path Integrals, related to stochastic processes is introduced in order to calculate the Probability Distribution Function. The computations based on this Path Integral scheme are performed on systems in one and two dimensions and contrasted to some soluble models completely validating this method. We also extended this scheme to the case of computation of Mean Exit Time, finding a new expression for each computation in systems in arbitrary dimensions. It is worth noting that in case of two-dimensional dynamical systems, the computations of both the probability distribution function as well as of the mean exit time validated the Path Integral scheme and the perspective for continuing this line of work are based on the fact that this method is valid for both arbitrary non gradient systems and noise intensities. This opens the possibility to explore new cases, for which no methods are known to obtain them.

Les robots et véhicules autonomes représentent le futur des modes de déplacements et de production. Les enjeux de l’avenir reposent sur la robustesse de leurs perceptions et flexibilité face aux environnements changeant et situations inattendues. Les capteurs stéréoscopiques sont des capteurs passifs qui permettent d'obtenir à la fois image et information 3D de la scène à la manière de la vision humaine. Dans ces travaux nous avons développé un système de localisation, par odométrie visuelle permettant de déterminer la position dans l'espace du capteur de façon efficace et performante en tirant partie de la carte de profondeur dense mais également associé à un système de SLAM, rendant la localisation robuste aux perturbations et aux décalages potentiels. Nous avons également développé plusieurs solutions de cartographie et interprétation d’obstacles, à la fois pour le véhicule aérien et terrestre. Ces travaux sont en partie intégrés dans des produits commerciaux. / Autonomous vehicles and robots represent the future of transportation and production industries. The challenge ahead will come from the robustness of perception and flexibility from unexpected situations and changing environments. Stereoscopic cameras are passive sensors that provide color images and depth information of the scene by correlating 2 images like the human vision. In this work, we developed a localization system, by visual odometry that can determine efficiently the position in space of the sensor by exploiting the dense depth map. It is also combined with a SLAM system that enables robust localization against disturbances and potentials drifts. Additionally, we developed a few mapping and obstacles detections solutions, both for aerial and terrestrial vehicles. These algorithms are now partly integrated into commercial products.