Les travaux de cette thèse ont pour objectif la conception de dispositifs multifonctions (filtre-antennes) à la fois compacts et agiles, mis au point par une conception conjointe des éléments associés. Le sous-système doit répondre à des spécifications électriques pour des applications dans la bande ISM à 2,45 GHz ainsi qu’à des contraintes d’intégration et d’encombrement. L’antenne et le filtre sont développés conjointement sur une impédance particulière où l’antenne, réduite en dimensions, présente une efficacité de rayonnement optimale. Le filtre est optimisé pour adapter l’antenne sur son impédance optimale et pour présenter des pertes minimales. Les travaux se sont focalisés dans un premier temps sur la co-conception et la co-intégration des fonctions, puis sur l’accord en fréquence du sous-système. / The aim of this thesis is to design a new tunable and compact multifunctional device (filters, antennas) based on the co-design of an antenna and the associated filter. The subsystem needs to fit with electrical specifications for ISM band applications at 2.45GHz while being integrated and compact. The antenna and the filter are jointly developed on particular impedances where the antenna has a high radiation efficiency. The filter is optimized to adapt the antenna on its optimal impedance and introduce minimal losses. The work has initially been focused on the co-design and the co-integration of functions to finish on the tunability of the filter/antenna subsystem design.

La capacité actuelle d'accéder à des détecteurs très performants et de faible coût amène la communauté des concepteurs de systèmes optiques à un changement de paradigme. Plutôt que de réaliser des caméras généralistes, aptes à réaliser un grand nombre de missions d'observation différentes, il est maintenant de plus en plus courant de développer des systèmes imageurs adaptés à une seule mission et/ou à une seule classe d'objets. Prendre en compte ces connaissances a priori sur la scène et la mission, au moment de la conception, permet d'envisager des systèmes plus simples, mais aussi dotés de nouvelles compétences. L'objectif de la thèse est d'explorer les potentialités des tableaux non diffractants pour la conception de systèmes imageurs spécialisés. Pour cette étude nous considérons l'environnement des drones aéroportés de faible capacité d'emport pour lesquels les systèmes imageurs embarqués doivent être simples et robustes. Nous considérons de plus que la mission du système imageur est de détecter les obstacles. Pour cela, il doit délivrer une information 3D sur la scène observée. Dans un premier temps, j'ai analysé les propriétés d'imagerie du système imageur constitué d'un composant non diffractant et d'un détecteur matriciel. L'analyse comparative de deux composants, l'axicon et le tableau non diffractant, m'a permis de montrer que c'est le second composant qui est le mieux adapté pour remplir ce type de mission. J'ai ensuite réalisé un système imageur de démonstration, ce qui m'a permis au final de mettre en évidence sa capacité à faire de l'imagerie 3D. Cette étude a montré que les tableaux non diffractants ont un très fort potentiel pour réaliser un système imageur simple, robuste et dédié à l'imagerie 3D. Ce travail doit être poursuivi en partenariat avec des industriels pour appliquer la démarche de conception à une mission précise et transformer ce travail théorique en un système industrialisable.

Un des buts de l'ergonomie est de participer à la conception des systèmes humain-machine. Il est largement reconnu que la contribution de l'ergonomie doit intervenir le plus tôt possible dans le processus de conception, depuis la découverte des besoins des utilisateurs jusqu'à la définition des exigences et des spécifications de conception, c'est-à-dire dès l'analyse des besoins. L'objectif de la thèse est d'analyser notre propre participation, en tant qu'ergonome co-concepteur, à l'analyse des besoins d'un projet de conception d'EDF R&D concernant un nouveau système informatique pour le pilotage de réacteurs nucléaires. Au cours de celui-ci, nous avons collaboré avec les ingénieurs du projet et les futurs utilisateurs dans la définition des différents aspects du système (fonctionnel, organisationnel, opérationnel, interaction et physique) à travers la formulation d'exigences et de spécifications. Cette collaboration s'est cristallisée à travers la rédaction du cahier des charges final. Outre l'observation de notre intervention dans le projet, trois études empiriques ont été menées. Dans chacune d'elles, notre rôle spécifique à différentes étapes de l'analyse des besoins est analysé par rapport aux rôles des ingénieurs et des utilisateurs. La première étude détaille notre contribution à l'identification et à la formalisation des exigences. La seconde étude analyse notre concours à la rédaction des spécification. Enfin, la troisième étude met en lumière notre participation à l'évolution de la première version des exigences et des spécifications jusqu'à leur version définitive. L'ensemble de ces travaux indique plusieurs résultats importants. Premièrement l'ergonome co-concepteur ne doit pas se limiter à ce statut pour agir globalement sur la situation de travail. Deuxièmement, contrairement à ce qu'indique la littérature, les étapes de l'analyse ergonomique des besoins sont plutôt réalisées en parallèle que de manière séquentielle. Troisièmement, l'ergonome va privilégier des contacts différents selon les phases de l'intervention. Il sera plutôt en contact avec les futurs utilisateurs lors de l'identification des besoins et surtout en lien avec l'équipe de conception lors des phases de spécification. Cependant, dans ces phases ultérieures, les séances de travail avec les utilisateurs font plus évoluer le système que les autres séances de travail. Quatrièmement, les études montrent que les différents acteurs impliqués ont un domaine d'expertise spécifique, mais complémentaire, aussi bien pour définir les exigences que les spécifications. Par exemple, dans la définition des spécifications, l'ergonome va formuler les éléments du système accessibles à l'utilisateur alors que les ingénieurs vont spécifier les éléments techniques nécessaires au fonctionnement, mais inaccessibles aux utilisateurs. Enfin, les résultats indiquent que l'ergonome ne s'appuie pas uniquement sur les éléments recueillis lors des analyses de terrain pour produire des exigences et des spécifications. Les analyses de terrain ont surtout été utilisées pour justifier les aspects fonctionnels, organisationnels et opérationnels du système. A contrario, les spécifications de l'interface du système proviennent plutôt de son expertise. Enfin, nous proposons une méthode ergonomique d'analyse des besoins. Par rapport aux méthodes actuelles, celle-ci met davantage l'accent sur les aspects collectifs de ce type d'intervention et détaille les apports de l'ergonome à la définition des différentes dimensions du système.

La mobilité est aujourd’hui au cœur des préoccupations citoyennes et gouvernementales. Une explication possible à cette difficulté à résoudre les problèmes de mobilité est que les besoins réels des usagers des transports ne sont pas (ou sont faiblement) pris en compte dans la conception de nouveaux systèmes de transports. C’est pourquoi la participation des usagers dans des projets de conception se développe depuis quelques décennies. Elle est motivée par l’idée que les usagers ont une meilleure connaissance de leurs propres besoins et peuvent donc contribuer à développer des solutions innovantes. Cependant, il est nécessaire de proposer des outils qui optimisent les contributions des usagers au processus de conception créative et donc, en amont, d’identifier la nature ainsi que les leviers et les freins à la participation des usagers dans ce processus. Dans les trois études que nous avons réalisées, nous observons que les usagers contribuent principalement au processus de co-conception créative en fournissant des informations sur leurs besoins réels et leurs attentes. Mais pour que ces besoins et attentes soient réellement pris en compte, il est nécessaire d’outiller la conception créative en proposant une méthode qui permette de mettre à profit les contributions de chacun et de donner aux usagers un poids décisionnel équivalent à celui des concepteurs. Par ailleurs, le développement de logiciels de réalité virtuelle peut constituer un facilitateur de la co-conception créative, dans la mesure où il stimule la génération d’idées. De plus, la réalité virtuelle permet de créer de nouveaux environnements pouvant développer les capacités des usagers à se projeter dans un futur proche et imaginer des solutions plus créatives. / Mobility is nowadays one of the main concerns of citizens and governments. One possible way to explain these difficulties to solve mobility problems would be that real problems of transportation users would be not (or weakly) accounted in the design of new transportation systems. In this perspective, user participation in design projects is increasingly practiced since a few decades. It is motivated by the idea that users have a better knowledge of their own needs and then may contribute to develop innovative solutions. However it is necessary to propose some tools to optimize the users’ contributions to creative design process, and then necessary to identify the nature as well as the levers and barriers to user participation in this process. In the three studies we conducted, we observe that users mainly contribute to creative co-design process by supplying information about their real needs and expectations. However, in order to really account these needs and expectations, it is necessary to tool up creative design with a method which allows to take advantage of the contributions of each participant and to give users a decision-making power equivalent to that of experts. Furthermore, the development of virtual reality software may constitute a lever for creative co-design, in so far as it stimulates the generation of solutions. Moreover, virtual reality allows creating new environments to develop users’ skills to project themselves in a near future and then imagine more creative solutions.

La créativité occupe une place centrale dans la conception. Dans une perspective de conception participative, de co-conception, cette créativité est d’autant plus importante qu’elle est celle des futurs utilisateurs, permettant alors d’aboutir à de l’innovation utile. Notre thèse est qu’il est possible d’améliorer la pensée innovante des utilisateurs en quantité (nombre de propositions) et en qualité (degré d’originalité des propositions) en ayant une méthode d’interrogation des participants-utilisateurs basée sur le contrefactuel. En s’intéressant à la Créativité-Utilisateur dans les processus de co-conception sous l’angle de l’optimisation de ces processus, cette thèse s’inscrit dans une approche psycho-ergonomique de l’innovation avec l’objectif d’étudier la possibilité de favoriser la créativité chez les utilisateurs grâce à l’utilisation du raisonnement contrefactuel.Basée sur un modèle de l’apport du contrefactuel à la créativité et à l'innovation, notre hypothèse générale est que (i) la fixité fonctionnelle est un obstacle cognitif majeur dans des tâches nécessitant la créativité mais (ii) elle peut être contrariée par l’utilisation du raisonnement contrefactuel. Ainsi, de la forme « si [OBJETi] alors [pour ACTIONi ] », - par exemple « si Boîte d’allumettes alors Pour Allumer du feu » -, la fixité fonctionnelle serait contrariée en demandant aux participant d’envisager le cas où « si [OBJETi] et [ NON pour ACTIONi ] alors [pour quelles AUTRES ACTIONS] » par exemple « si Boîte d’allumettes et non Pour Allumer du feu ; alors Pour Quoi faire d’autre ? ». En appliquant cette consigne, on devrait voir émerger plus d’idées créatives que dans des tâches habituelles de production d’idées innovantes. La thèse restitue la menée de série de six études, avec la participation d’utilisateurs finaux adultes et enfants, en situation de co-conception créative, allant du plus conceptuel (concevoir les propriétés sur de futurs objets) au plus pratique (la réalisation d’un prototype). Les deux premières études montrent l’apport de la pensée contrefactuelle à la technique de l’entretien semi-direct de recherche (sections 1.1 et 1.2) lorsque des items contrefactuels y sont intégrés. La deuxième et la troisième étude évaluent l’apport de la pensée contrefactuelle à la technique du Focus Group (sections 2.1 et 2.2) ; des items contrefactuels étant intégrés au guide des questions adressées au Focus Group. La quatrième et la cinquième étude analysent l’apport de la pensée contrefactuelle au Brainstorming (sections 3.1 et 3.2) en intégrant des contextes contrefactuels lors des séances de brainstorming et de brainwriting.En résumé, les travaux de thèse mettent en évidence que l’utilisation du raisonnement contrefactuel dans des tâches de créativité amoindrit la fixité fonctionnelle relative à une catégorie en optimisant la production d’idées créatives issues d’autres catégories. / Creativity has a core function in design. Creativity is even more important in the perspective of a participatory design, «co-design», when it comes from future users as it leads to useful innovation. By focusing on users’ creativity in the co-conception processes in terms of the optimization, this thesis is part of a psycho-ergonomic approach to innovation with the objective of studying the possibility of fostering creativity among users. Our proposal is that it is possible to improve users' innovative thinking in quantity (number of proposals) as well as in quality (degree of originality of the proposals) by using a counterfactual-based method for participant-user queries.Based on a model of counterfactual contribution to creativity and innovation, our general assumption is that (i) functional fixity is a major cognitive obstacle in tasks requiring creativity and (ii) functional fixity may be counteracted by the use of counterfactual reasoning. Thus, from rules such as "if [OBJETi] then [for ACTIONi]" - (for instance "if Matchbox then to ignite"), functional fixity would be thwarted by asking participants to consider the following counterfactual " If [OBJETi] and [NOT for ACTIONi] then [for what OTHER ACTIONS] (for instance " if Matchbox and not to ignite; Then for what else? "). By applying this guideline, more creative ideas should emerge than in usual tasks of producing innovative ideas.The thesis is reporting a serie of six studies, with the participation of adult and child end-users embedded in creative co-design situations, ranging from conceptual (designing functional and procedural properties on future objects) to the most practical (the making of a prototype). The first two studies show the contribution of counterfactual thinking to the technique of semi-directed research interviewing (sections 1.1 and 1.2) when counterfactual items are integrated into it. The second and third studies evaluate the contribution of counterfactual thinking to the Focus Group technique (sections 2.1 and 2.2) with counterfactual items included in the questions list. The fourth and fifth studies analyze the contribution of counterfactual thinking to Brainstorming (sections 3.1 and 3.2) by integrating counterfactual contexts during brainstorming and brainwriting sessions.In summary, the thesis works show that the use of counterfactual reasoning in tasks of creativity reduces the functional fixity relative to a category by optimizing the production of creative ideas coming from other categories.

Un des buts de l'ergonomie est de participer à la conception des systèmes humain-machine. Il est largement reconnu que la contribution de l'ergonomie doit intervenir le plus tôt possible dans le processus de conception, depuis la découverte des besoins des utilisateurs jusqu'à la définition des exigences et des spécifications de conception, c'est-à-dire dès l'analyse des besoins. L'objectif de la thèse est d'analyser notre propre participation, en tant qu'ergonome co-concepteur, à l'analyse des besoins d'un projet de conception d'EDF R&D concernant un nouveau système informatique pour le pilotage de réacteurs nucléaires. Au cours de celui-ci, nous avons collaboré avec les ingénieurs du projet et les futurs utilisateurs dans la définition des différents aspects du système (fonctionnel, organisationnel, opérationnel, interaction et physique) à travers la formulation d'exigences et de spécifications. Cette collaboration s'est cristallisée à travers la rédaction du cahier des charges final. Outre l'observation de notre intervention dans le projet, trois études empiriques ont été menées. Dans chacune d'elles, notre rôle spécifique à différentes étapes de l'analyse des besoins est analysé par rapport aux rôles des ingénieurs et des utilisateurs. La première étude détaille notre contribution à l'identification et à la formalisation des exigences. La seconde étude analyse notre concours à la rédaction des spécification. Enfin, la troisième étude met en lumière notre participation à l'évolution de la première version des exigences et des spécifications jusqu'à leur version définitive. L'ensemble de ces travaux indique plusieurs résultats importants. Premièrement l'ergonome co-concepteur ne doit pas se limiter à ce statut pour agir globalement sur la situation de travail. Deuxièmement, contrairement à ce qu'indique la littérature, les étapes de l'analyse ergonomique des besoins sont plutôt réalisées en parallèle que de manière séquentielle. Troisièmement, l'ergonome va privilégier des contacts différents selon les phases de l'intervention. Il sera plutôt en contact avec les futurs utilisateurs lors de l'identification des besoins et surtout en lien avec l'équipe de conception lors des phases de spécification. Cependant, dans ces phases ultérieures, les séances de travail avec les utilisateurs font plus évoluer le système que les autres séances de travail. Quatrièmement, les études montrent que les différents acteurs impliqués ont un domaine d'expertise spécifique, mais complémentaire, aussi bien pour définir les exigences que les spécifications. Par exemple, dans la définition des spécifications, l'ergonome va formuler les éléments du système accessibles à l'utilisateur alors que les ingénieurs vont spécifier les éléments techniques nécessaires au fonctionnement, mais inaccessibles aux utilisateurs. Enfin, les résultats indiquent que l'ergonome ne s'appuie pas uniquement sur les éléments recueillis lors des analyses de terrain pour produire des exigences et des spécifications. Les analyses de terrain ont surtout été utilisées pour justifier les aspects fonctionnels, organisationnels et opérationnels du système. A contrario, les spécifications de l'interface du système proviennent plutôt de son expertise. Enfin, nous proposons une méthode ergonomique d'analyse des besoins. Par rapport aux méthodes actuelles, celle-ci met davantage l'accent sur les aspects collectifs de ce type d'intervention et détaille les apports de l'ergonome à la définition des différentes dimensions du système. / One of the goals of ergonomics is to contribute to the design of man-machine systems. It is widely recognized that the involvement of ergonomics must take place as early as possible in the design process, starting with the discovery of user needs, up to the definition of design requirements and specifications - i.e. from user needs analysis onwards. The thesis aims to analyze our own participation, as an ergonomist and a co-designer, to user needs analysis in a design project at the EDF R&D department. The project dealt with a new computer system to operate nuclear reactors. During this work, we collaborated with engineers from the project and with future users, to define various aspects of the system (functional, organizational, operational, interaction-based, and physical) byformulating requirements and specifications. This collaboration materialized in the final specifications. In addition to observing our own involvement in the project, we carried out three empirical analyzed, in contrast to the roles of engineers and end users. The first study describes our contribution to identifying and formalizing user requirements. The second study analyses our role in writing the system specifications. Finally, the third study highlights our participation to the evolutions of the first version of requirements and specifications, towards their final version. This work has led to several important results. First, ergonomist as a co-designer should not restict his participation to this status, and should instead act globally on the work situation. Second, in contrast to claims in the literature, the stages of ergonomic needs analysis are carried out simultaneously rather than sequentially. Third, ergonomists tend are more often in contact with end users during user needs identification and more often in contact with the design team during the stage of system specification. However, in these later stages, work sessions with end users allow the system to evolve more than in other types of work sessions. Fourth, the studies show that the various stakeholders involved each have a specific field of expertise. These fields of expertise complement the expertise of ergonomics, both when defining requirements and when defining system specifications. For example, when defining specifications, ergonomists formulate the set of system elements which are accessible to users, whereas engineers specify the set of technical elements which are necessary to system operation, which are inaccessible to users. Finally, our results show that the ergonomist does not rely solely on elements gathered in field investigations to produce requirements and specifications. Field analyses are most often used to tackle the functional, organizational, and operational aspects of the system, whereas defining the elements of the system interface relies more on the ergonomist's own expertise. Finally, we propose an ergonomic method for user needs analysis. Compared with current methods, our method highlights the collective aspects of such interventions, and specifies the contributions of ergonomics to defining the various dimensions of a system.

Les masques de phase sont des dispositifs réfractifs situés généralement au niveau de la pupille d’un système optique pour en modifier la réponse impulsionnelle (PSF en anglais), par une technique habituellement connue sous le nom de codage de front d’onde. Ces masques peuvent être utilisés pour augmenter la profondeur du champ (DoF en anglais) des systèmes d’imagerie sans diminuer la quantité de lumière qui entre dans le système, en produisant une PSF ayant une plus grande invariance à la défocalisation. Cependant, plus le DoF est grand plus l’image acquise est floue et une opération de déconvolution doit alors lui être appliquée. Par conséquent, la conception des masques de phase doit prendre en compte ce traitement pour atteindre le compromis optimal entre invariance de la PSF à la défocalisation et qualité de la déconvolution.. Cette approche de conception conjointe a été introduite par Cathey et Dowski en 1995 et affinée en 2002 pour des masques de phase continus puis généralisée par Robinson et Stork en 2007 pour la correction d’autres aberrations optiques.Dans cette thèse sont abordés les différents aspects de l’optimisation des masques de phase pour l’augmentation du DoF, tels que les critères de performance et la relation entre ces critères et les paramètres des masques. On utilise la « qualité d’image » (IQ en anglais), une méthode basée sur l’écart quadratique moyen définie par Diaz et al., pour la co-conception des divers masques de phase et pour évaluer leur performance. Nous évaluons ensuite la pertinence de ce critère IQ en comparaison d’autres métriques de conception optique, comme par exemple le rapport de Strehl ou la fonction de transfert de modulation (MTF en anglais). Nous nous concentrons en particulier sur les masques de phase annulaires binaires, l’étude de leur performance pour différents cas comme l’augmentation du DoF, la présence d’aberrations ou l’impact du nombre de paramètres d’optimisation.Nous appliquons ensuite les outils d’analyse exploités pour les masques binaires aux masques de phase continus qui apparaissent communément dans la littérature, comme les masques de phase polynomiaux. Nous avons comparé de manière approfondie ces masques entre eux et aux masques binaires, non seulement pour évaluer leurs avantages, mais aussi parce qu’en analysant leurs différences il est possible de comprendre leurs propriétésLes masques de phase fonctionnent comme des filtres passe-bas sur des systèmes limités par la diffraction, réduisant en pratique les phénomènes de repliement spectral. D’un autre côté, la technique de reconstruction connue sous l’appellation de « superresolution » utilise des images d’une même scène perturbées par du repliement de spectre pour augmenter la résolution du système optique original. Les travaux réalisés durant une période de détachement chez le partenaire industriel de la thèse, KLA-Tencor à Louvain, Belgique, illustrent le propos. A la fin du manuscrit nous étudions la pertinence de la combinaison de cette technique avec l’utilisation de masques de phase pour l’augmentation du DoF. / Phase masks are wavefront encoding devices typically situated at the aperture stop of an optical system to engineer its point spread function (PSF) in a technique commonly known as wavefront coding. These masks can be used to extend the depth of field (DoF) of imaging systems without reducing the light throughput by producing a PSF that becomes more invariant to defocus; however, the larger the DoF the more blurred the acquired raw image so that deconvolution has to be applied on the captured images. Thus, the design of the phase masks has to take into account image processing in order to reach the optimal compromise between invariance of PSF to defocus and capacity to deconvolve the image. This joint design approach has been introduced by Cathey and Dowski in 1995 and refined in 2002 for continuous-phase DoF enhancing masks and generalized by Robinson and Stork in 2007 to correct other optical aberrations.In this thesis we study the different aspects of phase mask optimization for DoF extension, such as the different performance criteria and the relation of these criteria with the different mask parameters. We use the so-called image quality (IQ), a mean-square error based criterion defined by Diaz et al., to co-design different phase masks and evaluate their performance. We then compare the relevance of the IQ criterion against other optical design metrics, such as the Strehl ratio, the modulation transfer function (MTF) and others. We focus in particular on the binary annular phase masks, their performance for various conditions, such as the desired DoF range, the number of optimization parameters, presence of aberrations and others.We use then the analysis tools used for the binary phase masks for continuous-phase masks that appear commonly in the literature, such as the polynomial-phase masks. We extensively compare these masks to each other and the binary masks, not only to assess their benefits, but also because by analyzing their differences we can understand their properties.Phase masks function as a low-pass filter on diffraction limited systems, effectively reducing aliasing. On the other hand, the signal processing technique known as superresolution uses several aliased frames of the same scene to enhance the resolution of the final image beyond the sampling resolution of the original optical system. Practical examples come from the works made during a secondment with the industrial partner KLA-Tencor in Leuven, Belgium. At the end of the manuscript we study the relevance of using such a technique alongside phase masks for DoF extension.

L'objectif de cette thèse est de comprendre les phénomènes de couplages et d'apprentissages lors de projets en conception collaborative. Nous revisitons le modèle d'apprentissage organisationnel par le concept générique de couplage afin de proposer une analyse originale des systèmes organisationnels. Ce cadre conceptuel permet d'étudier les couplages forts et faibles représentatifs, respectivement, des activités formelles et informelles d'apprentissage entre individus au sein de collectifs. Ces deux types de couplages permettent une approche dialectique adaptée à l'analyse des dimensions rationnelles et indéterministes d'une organisation. Même si les couplages forts prévalent en conception collaborative, nos résultats montrent que les couplages faibles sont essentiels car ils assurent des régulations systémiques, à l'instar de rétroactions ou d'auto-organisation, permettant aux acteurs d'apprendre sur des modes différents. Finalement, nous présentons une liste de facteurs comportementaux, structurels et environnementaux contribuant à la performance et la fiabilité d'un nouveau modèle d'entreprise qualifié par l'expression d'entreprise complexe.

La capacité actuelle d’accéder à des détecteurs très performants et de faible coût amène la communauté des concepteurs de systèmes optiques à un changement de paradigme. Plutôt que de réaliser des caméras généralistes, aptes à réaliser un grand nombre de missions d’observation différentes, il est maintenant de plus en plus courant de développer des systèmes imageurs adaptés à une seule mission et/ou à une seule classe d’objets. Prendre en compte ces connaissances a priori sur la scène et la mission, au moment de la conception, permet d’envisager des systèmes plus simples, mais aussi dotés de nouvelles compétences. L'objectif de la thèse est d'explorer les potentialités des tableaux non diffractants pour la conception de systèmes imageurs spécialisés. Pour cette étude nous considérons l'environnement des drones aéroportés de faible capacité d'emport pour lesquels les systèmes imageurs embarqués doivent être simples et robustes. Nous considérons de plus que la mission du système imageur est de détecter les obstacles. Pour cela, il doit délivrer une information 3D sur la scène observée. Dans un premier temps, j'ai analysé les propriétés d'imagerie du système imageur constitué d'un composant non diffractant et d'un détecteur matriciel. L'analyse comparative de deux composants, l'axicon et le tableau non diffractant, m'a permis de montrer que c'est le second composant qui est le mieux adapté pour remplir ce type de mission. J'ai ensuite réalisé un système imageur de démonstration, ce qui m'a permis au final de mettre en évidence sa capacité à faire de l'imagerie 3D. Cette étude a montré que les tableaux non diffractants ont un très fort potentiel pour réaliser un système imageur simple, robuste et dédié à l'imagerie 3D. Ce travail doit être poursuivi en partenariat avec des industriels pour appliquer la démarche de conception à une mission précise et transformer ce travail théorique en un système industrialisable. / Currently, detectors with high performances and a low cost are available and lead the community of optical designers to a new paradigm. Instead of designing generalist cameras, suitable for fulfilling a high number of different observation missions, it is now more and more common to develop imaging systems adapted to a unique mission and/or a unique object class. Taking this a priori knowledge on the observed scene or on the mission into account, at the beginning of the design process, allows us to consider simpler imaging systems with new properties. The aim of this thesis is to investigate the possibilities of nondiffracting array for the design of specialized imaging systems. For this study we consider the environment of unmanned aerial vehicles with a small payload capacity, for which embedded imaging systems must be simple and robust. We consider in addition that the mission of the imaging system is to detect obstacles. To do this, it must provide a 3D information on the observed scene. At first, I have analysed the properties of the imaging system composed by a nondiffracting optical device and a focal plane array. The comparison between two devices, axicon and nondiffracting arrays, allowed me to show that the second one is best suited for achieving this kind of mission. Then, I have made a practical implementation of such an imaging system. Finally, I have used it to demonstrate the 3D imaging property. This study has demonstrated the potential of nondiffracting array to design a simple and robust imaging system dedicated to 3D imaging. This work must be continued in partnership with the industry to apply the co-design process to a more precise mission, transforming this way this theoretical work into an industrial prototype.

Cette thèse traite le problème de la co-conception des systèmes commandés à travers un réseau sans fil (WNCS). L'intégration du réseau sans fil (WN) dans la boucle de commande influence la Qualité de Contrôle (QoC) du système en terme de la Qualité de Service (QoS) du réseau sans fil. Nous présentons une approche de co-conception basée sur des réseaux bayésiens distribués. Cette approche permet de prendre des décisions pour assurer une bonne QoC pour le robot et aussi faire en sorte que la QoS soit toujours suffisante pour maintenir une bonne QoC. Maintenir une QoS suffisante dépend de la méthode d'ordonnancement utilisée et donc l'approche proposée vise également à déterminer une méthode d'ordonnancement pour maintenir les performances du système. Nous proposons dans nos travaux d'utiliser des robots unicycles mobiles (Khepera III) comme benchmark pour tester nos approches et comparer les résultats de simulation avec les résultats de l'expérimentation.