RDF est un langage de représentation des connaissances dédié à l'annotation des ressources dans le Web Sémantique. Bien que RDF peut être lui-même utilisé comme un langage de requêtes pour interroger une base de connaissances RDF (utilisant la conséquence RDF), la nécessité d'ajouter plus d'expressivité dans les requêtes a conduit à définir le langage de requêtes SPARQL. Les requêtes SPARQL sont définies à partir des patrons de graphes qui sont fondamentalement des graphes RDF avec des variables. Les requêtes SPARQL restent limitées car elles ne permettent pas d'exprimer des requêtes avec une séquence non-bornée de relations (par exemple, Existe-t-il un itinéraire d'une ville A à une ville B qui n'utilise que les trains ou les bus?"). Nous montrons qu'il est possible d'étendre la syntaxe et la sémantique de RDF, définissant le langage PRDF (pour Path RDF) afin que SPARQL puisse surmonter cette limitation en remplaçant simplement les patrons de graphes basiques par des graphes PRDF. Nous étendons aussi PRDF à CPRDF (pour Constrained Path RDF) permettant d'exprimer des contraintes sur les sommets des chemins traversés (par exemple, "En outre, l'une des correspondances doit fournir une connexion sans fil."). Nous avons fourni des algorithmes corrects et complets pour répondre aux requêtes (la requête est un graphe PRDF ou CPRDF, la base de connaissances est un graphe RDF) basés sur un homomorphisme particulier, ainsi qu'une analyse détaillée de la complexité. Enfin, nous utilisons les graphes PRDF ou CPRDF pour généraliser les requêtes SPARQL, définissant les extensions PSPARQL et CPSPARQL, et fournissons des tests expérimentaux en utilisant une implémentation complète de ces deux langages.

Le routage multi-chemins est une technique qui permet l'équilibrage de la charge en multiplexant les flux vers une destination sur plusieurs chemins. Nous proposons une approche de routage multi-chemins qui, peut être schématisée en deux étapes : l'étape de choix des chemins candidats et l'étape de distribution du trafic sur un sous-ensemble de ces chemins. <br />Dans ce travail, nous avons commencé par effectuer une étude comparative d'un point scalabilité et stabilité, de plusieurs algorithmes de routage multi-chemins, basés sur MPLS. Cela nous a permis de retenir WDP pour la sélection des chemins candidats et LDM pour la distribution des demandes de trafic reçues par un routeur entrant du réseau d'un FAI. Nous proposons dans ce travail PER, un algorithme qui est une amélioration de l'algorithme de distribution de LDM. Ces différents algorithmes nous ont permis de réaliser plusieurs algorithmes « hybrides » dont LBWDP (Load Balancing over Widest Disjoint Paths) qui par simulation a été prouvé comme étant un algorithme plus performant que des modèles comme LDM ou MATE. <br />Pour une meilleure garantie de QdS nous avons cherché à intégrer la différentiation de service (DiffServ) avec notre technique d'ingénierie de trafic (DiffServ-aware MPLS Traffic Engineering : DS-TE). Nous proposons PEMS (PEriodic Multi-Step algorithm for DS-TE network) comme un modèle de DS-TE pour différencier la qualité du service selon la classe du trafic. Dans ce cadre, nous proposons un nouvel algorithme de sélection de chemins candidats en fonctions des critères préférentiels de chaque classe de trafic. L'utilisation de PER permet ensuite de distribuer en fonction de critères dynamiques les demandes reçues sur les meilleurs chemins de chaque classe. Par simulation à l'aide de ns-2, nous avons montré que PEMS répartie moins bien la charge que LBWDP mais que les classes EF et AF ont une qualité de service meilleure que dans le cas de LBWDP.

Les systèmes de communication multimédia modernes aspirent à fournir de nouveaux services tels que des communications multipoints. Néanmoins, l'apparition de dispositifs multimédias très diversifiés et le nombre croissant de clients ont révélé de nouveaux besoins pour les mécanismes et les protocoles. Dans une communication multimédia, les flux présentent des contraintes différentes et la QdS requise pour chaque flux n'est pas la même. De plus, dans une communication multipoint, tous les utilisateurs ne peuvent pas ou ne sont pas capables de recevoir la même QdS ; cette contrainte implique que les nouveaux mécanismes de communication doivent prendre en compte les besoins des utilisateurs pour fournir un service adéquat à chaque utilisateur, surtout pour éviter le gaspillage des ressources réseau. Cette thèse propose une architecture multipoint à QdS différentiée appelée M-FPTP. Basée sur des proxies client/serveur, elle relie plusieurs LANs multipoints à travers des liens point-à-point partiellement fiables. Cette architecture fournit une QdS différente à chaque LAN dépendant des besoins des utilisateurs. Pour ce faire, nous proposons un modèle du réseau appelé Arbre Hiérarchisé (AH) qui représente en même temps les performances du réseau et les contraintes de QdS des utilisateurs. Nonobstant, l'application de méthodes standard pour la création d'arbres sur un AH peut conduire à des problèmes de surcharge du degré de sortie dans la source. Pour résoudre ce problème, nous proposons alors un nouvel algorithme appelé Arbre de Plus Courts Chemins à Degré de Sortie Limité. Le déploiement de ce service nécessite, pour gérer les utilisateurs et le déploiement correct des proxies, un nouveau protocole appelé Protocole Simple de Session pour QdS multipoint. L'ensemble des solutions proposées a été modélisé, vérifié, validé et testé en utilisant UML 2.0 et l'outil TAU G2.

Cette thèse présente le travail réalisé sur la source harmoniques du LOA à partir d'une chaine Titane-Saphir kHz. Cette étude s'inscrit dans la perspective d'observer des effets non linéaires dus à l'interaction d'un faisceau harmonique intense focalisé sur cible solide. Nous présentons l'étude de l'optimisation de cette source, qui permet de générer efficacement des harmoniques en limite d'absorption. Un cadre complet d'étude de ces conditions d'optimisation du point de vue théorique et expérimental est défini avec notamment une explication détaillée de l'importance de la diaphragmation du faisceau infrarouge. Nous montrons également comment la technique des algorithmes génétiques a été utilisé par le controle de la phase spectrale du laser de pompe. Nous concluons sur la focalisation des harmoniques.

Cette thèse est divisée en deux parties. La première partie concerne la commutation rapide des informations dans les réseaux ATM. Dans le chapitre 2, nous décrivons la technologie ATM. Dans le chapitre 3, nous modélisons le problème du positionnement des chemins virtuels et définissons les deux paramètres étudiés, charge et nombre de sauts d'un VPL. Nous discutons l'orientation du modèle, la complexité du problème, puis proposons une synthèse des résultats de la littérature. Les démonstrations des résultats originaux se trouvent dans les chapitres 4 et 5. La seconde partie concerne l'échange total dans les réseaux d'interconnexion entre processeurs. Dans le chapitre 6, nous introduisons les notions de théorie des groupes nécessaires ainsi que la motivation du problème. L'objet du chapitre 7 est de caractériser les graphes de Cayley admettant un certain automorphisme de graphe (appelé rotation complète) permettant de construire d'une manière simple un protocole d'échange total optimal. Nous mettons en évidence des conditions nécessaires sur le groupe pour que le graphe admette une rotation complète. Nous donnons la liste exhaustive des graphes de Cayley admettant une rotation complète parmi les graphes de Cayley engendrés par des transpositions.

Les résultats obtenus dans cette thèse portent sur le dimensionnement de réseaux virtuels de télécommunications. Dans le chapitre 1, nous présentons brièvement la technologie des réseaux étudiés. Le chapitre 2 est consacré à la modélisation des réseaux de télécommunications à l'aide de la théorie des graphes. Les chapitres et traitent du problème du positionnement de chemins virtuels qui consiste à trouver un graphe ayant certaines propriétés tel que son plongement dans un graphe donné soit de congestion minimum. Pour les arbres, nous donnons des algorithmes polynomiaux permettant de trouver une solution optimale lorsque le nombre de sauts est fixé. Dans le chapitre 5 est introduit une extension optique de ce modèle. Le chapitre 6 est consacré au réseaux hiérarchiques en anneaux. Le problème de maximisation du nombre de sommets d'une telle structure ayant un diamètre donné est résolu. Dans le chapitre 7, nous étudions un problème d'optimisation lié à la tarification d'une boucle SDH.

Le travail présenté dans cette thèse vise à améliorer la planification de chemins pour un robot similaire à une voiture. Ainsi, seul l'aspect géométrique du mouvement est considéré (les vitesses sont ignorées) et le robot est soumis à deux contraintes qui limitent ses déplacements : sa direction instantanée de déplacement reste parallèle à son axe principal, et son rayon de braquage est minoré. Les travaux antérieurs sur ce sujet n'ont donné lieu qu'à des solutions produisant des chemins (dits chemins de Dubins) formés d'arcs de cercles de rayon minimum reliés tangentiellement par des segments. Ces chemins sont localement optimaux, mais la discontinuité de leur courbure ne permet pas à un véhicule de les suivre correctement (le véhicule doit s'arrêter à chaque discontinuité pour réorienter ses roues directrices). C'est pourquoi on a développé une approche qui permet de produire des chemins ayant un profil de courbure continu et une dérivée bornée de la courbure (cette dernière contrainte correspond au fait que la vitesse de rotation du volant du véhicule est elle aussi bornée). La contribution majeure de cette thèse est donc de définir des chemins respectant ces contrain tes, tout en étant très proches des chemins de Dubins localement optimaux. Ce mémoire de thèse est constitué de trois parties. La première s'appuie sur une analyse de l'existant en matière de planification de chemins en robotique mobile, pour fixer précisément les caractéristiques du problème de planification abordé (en termes de commandabilité du robot et de nature des chemins optimaux) et pour justifier l'approche choisie. La seconde partie du mémoire de thèse présente une première approche de planification de chemins à courbure continue, dans laquelle seule la contrainte de continuité de la courbure est ajoutée au problème classique de planification de chemins sans manoeuvre. La dernière partie du mémoire de thèse reprend dans son intégralité le problème énoncé dans la première partie, et propose une solution sous-optimale. Dans les parties deux et trois, un planificateur local (non complet) est d'abord défini, puis un planificateur global (complet) est construit à partir de ce planificateur local. Les résultats obtenus sont illustrés par des expérimentations en simulation et sur véhicule.

Cette thèse étudie des systèmes locaux de gestion de transfert de pétrole ayant une architecture de réseau de canalisation. Pour leur représentativité, deux systèmes localisés au Venezuela et appartenant à l'entreprise PDVSA (Pétroles du Venezuela) ont été retenus pour illustrer les méthodes proposées et les valider : le Terminal Maritime de Pétrole de Guaraguao et le Centre de Stockage de Punta de Palmas. Dans ces réseaux des connexions, appelées " alignements ", sont établies en ouvrant/fermant des vannes à travers d'un système SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Le choix d'un alignement doit tenir compte de critères d'optimisation. La minimisation des interférences avec d'autres alignements, liée à la notion de capacité opérative, a été identifiée comme le critère de choix le plus important. Les contributions de cette thèse reposent sur une modélisation sous forme de graphes, et sur des algorithmes appartenant au domaine de la recherche opérationnelle. Elles contribuent à fournir aux opérateurs de supervision des outils d'analyse permettant d'optimiser le choix des alignements. Des indicateurs permettant de quantifier l'impact des opérations d'alignement ou des défaillances, sur la capacité opérative du système, sont proposés. La minimisation de l'impact sur la capacité opérative, va correspondre à la minimisation des interférences avec des alignements potentiels. Un algorithme de calcul de ces indicateurs, est présenté, ainsi que des algorithmes de recherche de chemin, de détermination d'éléments critiques, et de recherche d'alignements utilisant des pompes. Ces algorithmes sont basés sur des algorithmes classiques s'adressant au problème du plus court chemin, du flot maximum et du nombre maximum de chemins disjoints. Cependant, ils utilisent des méthodes innovantes, comme l'ajout de contraintes considérant l'existence de sous-types d'alignements, le calcul dynamique des coûts des chemins à partir de son impact sur la capacité opérative, et la recherche de chemins via un point intermédiaire obligatoire. Les contributions sont potentiellement applicables dans des domaines autres que le transport de pétrole. Les algorithmes ont été mis en œuvre en utilisant le langage Python et ont été testés en utilisant les données réelles des réseaux étudiés. L'objectif à moyen terme de ces travaux est le développement d'un logiciel d'assistance à la prise de décision.

Dans cette thèse, nous présentons de nouvelles méthodes de traitement d'images pourextraire ou rehausser les éléments fins d'une image. Pour ces opérateurs, issus de la morphologie mathématique,l'accent a été mis principalement sur la précision de détection et sur le temps de calcul,qui doivent être optimisés pour pouvoir répondre aux contraintes de temps imposées par différentesapplications industrielles. La première partie de ce mémoire présente ces méthodes, organisées enfonction de la tortuosité des objets à détecter. Nous commençons par proposer un algorithme rapidepour le calcul des ouvertures 1-D afin d'extraire des structures rectilignes des images. Puis, nous étudionsune nouvelle classe d'opérateurs rapides avec les ouvertures parcimonieuses par chemins, permettantd'analyser des structures ayant une tortuosité modérée. Enfin, nous proposons de nouveauxéléments structurants adaptatifs et des filtres connexes construits avec des attributs géodésiques etgéométriques pour extraire des structures filiformes ayant une tortuosité quelconque.Dans un second temps, nous avons développé une méthode d'analyse statistique en introduisantune nouvelle pénalisation adaptative. L'objectif consiste à créer un modèle prédictif précis, quiminimise en même temps une fonction de coût, indépendante des données. Lorsque cette fonctionde coût est liée au temps de calcul de chaque descripteur, il est alors possible de créer un modèleparcimonieux précis et qui minimise les temps de calcul. Cette méthode est une généralisation desrégressions linéaires et logistiques Ridge, Forward stagewise, Lar, ou Lasso.Les algorithmes développés dans cette thèse ont été utilisés pour trois applications industrielles,très différentes les unes des autres, mais toutes faisant intervenir une approche multidisciplinaire : letraitement d'images et l'analyse statistique. L'association de ces deux disciplines permet d'améliorerla généricité des stratégies proposées puisque les opérateurs de traitement d'images alliés à un apprentissagesupervisé ou non supervisé, permettent d'adapter le traitement à chaque application.Mots clés : Traitement d'images, morphologie mathématique, analyse statistique, caractérisation deformes, contrôles non destructifs, ouvertures parcimonieuses par chemins, region growing structuringelements, amincissements par attributs géodésiques et topologiques, adaptive coefficient shrinkage.

Avec l'évolution de la complexité et des performances des circuits intégrés, l'occurrence de défaillances non modélisables par de simples collages devient importante et même prépondérante. Ces effets ne sont généralement pas pris en compte par les méthodes classiques de diagnostic. Cette thèse a pour objectif le développement d'une méthode de diagnostic ciblant un ensemble élargi de modèles de fautes.<br />La méthode de diagnostic développée est présentée dans ce manuscrit de manière progressive. Dans un premier temps, les modèles de fautes considérés sont analysés afin de dégager les conditions de sensibilisation. La deuxième partie est consacrée à la présentation globale de la méthode de diagnostic développée. Cette méthode utilise principalement une approche " Effet à Cause " basée sur le traçage de chemins critiques. La troisième partie présente l'amélioration de cette méthode pour la prise en compte de pannes à effets spécifiques. La dernière partie est consacrée à la validation de chaque étape de l'évolution de la méthode de diagnostic au travers de diverses expérimentations.