Nous présentons dans cette thèse deux études liées à la dynamique de sources sur accélérateur. La première étude concerne le contrôle de structures turbulentes apparaissant dans des lasers à électrons libres (LEL), et plus généralement dans les systèmes spatio-temporels soumis à une dérive. Dans ces systèmes, lorsque la dérive devient trop importante, des structures induites par du bruit apparaissent, et rendent le système instable. Nous montrons qu'une simple rétroaction avec un décalage spatial permet de rendre le régime régulier. Un fait remarquable est que le gain nécessaire à la ``stabilisation'' est extrêmement faible, 10 puissance - 8 pour l'expérience sur le LEL de UVSOR au Japon.La deuxième étude traite du rayonnement synchrotron cohérent (CSR) induit par laser dans un anneau de stockage. Nous montrons dans un premier temps qu'en imprimant un motif périodique dans l'espace des phases du paquet d'électrons avec une impulsion laser externe, il est possible d'obtenir un rayonnement synchrotron cohérent, étroit spectralement, et accordable dans le domaine térahertz. Un rayonnement crête jusqu'à 10 000 fois supérieur au rayonnement classique (incohérent) a été mesuré à UVSOR. Dans un deuxième temps, nous montrons que cette interaction laser/électrons permet d'obtenir des informations sur l'instabilité CSR, instabilité qui apparaît lorsque la densité du paquet d'électrons dépasse une valeur seuil. En particulier, nous montrons expérimentalement, par l'observation de précurseurs, que l'instabilité naît à partir de l'amplification de certaines longueurs d'ondes. / In this thesis, we present two studies on the dynamics of accelerator-based sources.The first study concerns the control of ``turbulent patterns'' which appear in some free electron lasers (FEL), and more generally in spatio-temporal systems submitted to a permanent drift. Large drift velocities typically lead to a particular type of instability, characterized by the appearance of noise sustained structures. We show that this type of turbulent behavior can be suppressed by adding a non-local additive feedback. As a remarkable fact, the gain needed for the ``stabilization'' can be extremely small, 10 power -8 for the experiments performed on the UVSOR-II FEL in Japan.The second study is devoted to laser-induced coherent synchrotron radiation (CSR) in a storage ring. In a first step, we show that it is possible to imprint a periodic pattern in the electron bunch phase-space using an external laser. This allow to obtain a tunable coherent emission (CSR) in the terahertz range. Terahertz pulse energy larger by a factor 1000-10 000 with respect to normal (incoherent) synchrotron radiation were thus measured at UVSOR-II. In a second step, we show that this laser-electron beam interaction allows to obtain new information on the CSR instability, which appears when the electron bunch density exceeds a threshold value. In particular, we show experimentally, with the observation of instability precursors, that the instability arises from the amplification of some characteristic wavenumbers.

L’étude d’un sillage dynamique symétrique associé à un sillage asymétrique d’un scalaire passif est décrite ici. Deux plaques d’aluminium sont placées parallèlement dans une soufflerie. Un fluide composé d’eau et de méthanol est pompé dans ces plaques pour en chauffer une et refroidir l’autre. Un différentiel de température égal par rapport à la température de l’écoulement est alors obtenu à l’arrière de chacune d’elles. L’ensemble des quantités dynamiques et thermiques sont mesurées à l’aide de thermistances, de sondes à fils chauds croisés et à filfroid. Ces mesures sont effectuées au bord de fuite des plaques et jusqu’à 1.2 mètre en aval de celles-ci. La transition du sillage vers son état autosimilaire est alors observée et l’ensemble des termes du bilan de l’énergie cinétique turbulente et du bilan de la demi-variance des fluctuations de température sont calculés et analysés. L’évolution longitudinale des paramètres caractéristiques du sillage dynamique indique que ce dernier n’atteint pas son état autosimilaire, même à la dernière station de mesure. Le sillage thermique montre de nombreux signes d’autosimilarité, mais sa dépendance au sillage dynamique nous empêche de conclure sur son état. Toutefois, la fusion complète des deux sillages dynamiques à une distance de 1.2m laisse penser que la zone d’autosimilarité est presque atteinte. Concernant les deux bilans étudiés ici, le terme de production domine dans la région de cisaillement classique du sillage et balance le terme de dissipation. Une concordance satisfaisante est observée entre nos résultats et ceux provenant de la littérature. Pour poursuivre l’étude de ce type de sillage et observer la zone d’autosimilarité, il est envisageable de réduire la vitesse de l’écoulement et/ou la distance entre les deux plaques parallèles.

Cette thèse a pour objet la modélisation individu-centrée des systèmes sociaux. Une première partie orientée aide à la décision présente un modèle d’évolution des populations rurales fortement inspiré des données. Une seconde partie, plus théorique, étudie divers mécanismes permettant à un individu d’accepter ou de résister à une influence sociale. Nous proposons tout d’abord un modèle individu-centré de la dynamique des municipalités rurales européennes, implémenté pour le département du Cantal. Nous proposons un nouvel algorithme de génération des populations initiales ne nécessitant pas d’échantillon de population (approche classique). Nous concevons et paramétrons un modèle de la dynamique de l’individu face au marché du travail basé sur les données de la « European Labour Force Survey ». Il inclut des heuristiques originales de transition d’états tel qu’actifs, inactifs, chômeurs, … prenant en compte l’âge, la profession et le secteur d’activité de l’individu. Nous déterminons les dynamiques non fondés sur des données individuelles en testant la capacité de dynamiques simples à produire des résultats proches des données agrégées disponibles. Est ainsi conçu un modèle de mobilité résidentielle, expliquant partiellement la migration et intégrant décision de déménager et choix d’une nouvelle résidence. La seconde partie de la thèse étudie les effets collectifs de différents mécanismes permettant aux individus de résister à ou d’accepter une influence sociale. Un premier mécanisme étudié est un filtre cognitif impliquant qu’un individu ne reçoit pas une information incongruente ou peu importante. Les individus « filtreurs » exhibent le biais de primauté car leur attitude n’est déterminée que par les premiers éléments reçus et se montrent négatifs alors que le message diffusé par un media est neutre. Le taux d’individus négatifs dans la population est accru ou diminuer par l’échange direct d’information entre les individus. Un second mécanisme est un rejet de la tentative d’influence qui mène l’individu à différencier davantage son attitude de celle de son interlocuteur. Il intervient lorsque l’individu éprouve un inconfort lié au fait qu’il est à la fois en accord et en désaccord avec son interlocuteur. Le couplage de ce rejet à un mécanisme d’attraction entre individus en accord entraîne un nombre moindre de groupes d’opinion différentes à l’échelle de la population (ie par rapport au nombre de groupes obtenus avec le seul mécanisme d’attraction). / This thesis is dedicated to individual-based modeling of social systems. While the first part is very practical, decision-support oriented, presenting a model which studies the evolution of a rural population, the second part is more theoretical, interested in various mechanisms allowing individual to accept or resist to social influence. Firstly, we propose an individual-based model of the European rural municipalities implemented for the French Cantal département. We use a new sample-free algorithm for generating the initial population, while classical methods require an initial sample. We design and parameterize the individual activity dynamics with data from the European Labour Force Survey database. The individual dynamics includes an original heuristic for labour statuses and employments changes, based on individual age, profession and activity sector when she is occupied. The last part of the model deals with dynamics that we have not been able to derive from data, mainly the demographic dynamics. Based on the Occam razor principle, we test very simple dynamics and choose them on their capacity to lead to model results close to reference data. In particular, we propose a simple residential mobility model, partly ruling the emigration, which integrates decision to move and location choice. Secondly, we study the collective effects of various mechanisms leading individuals to resist or accept social influence. A first mechanism leads individuals to neglect some features of an object if they are not important enough or incongruent. These individuals exhibit the primacy bias because their attitudes are determined by the first accepted feature. We show that this bias increases when individuals directly exchange about features compared to when they only get the features from the media, in a random order. The second mechanism is a rejection reaction that we suppose occurring because of the discomfort taking place when individuals are close on one dimension of attitude and far on another dimension. The main effect of this rejection mechanism is to lead to a lower number of clusters than with the attraction mechanism alone.

Cette thèse a pour objet la modélisation individu-centrée des systèmes sociaux. Une première partie orientée aide à la décision présente un modèle d'évolution des populations rurales fortement inspiré des données. Une seconde partie, plus théorique, étudie divers mécanismes permettant à un individu d'accepter ou de résister à une influence sociale. Nous proposons tout d'abord un modèle individu-centré de la dynamique des municipalités rurales européennes, implémenté pour le département du Cantal. Nous proposons un nouvel algorithme de génération des populations initiales ne nécessitant pas d'échantillon de population (approche classique). Nous concevons et paramétrons un modèle de la dynamique de l'individu face au marché du travail basé sur les données de la " European Labour Force Survey ". Il inclut des heuristiques originales de transition d'états tel qu'actifs, inactifs, chômeurs, ... prenant en compte l'âge, la profession et le secteur d'activité de l'individu. Nous déterminons les dynamiques non fondés sur des données individuelles en testant la capacité de dynamiques simples à produire des résultats proches des données agrégées disponibles. Est ainsi conçu un modèle de mobilité résidentielle, expliquant partiellement la migration et intégrant décision de déménager et choix d'une nouvelle résidence. La seconde partie de la thèse étudie les effets collectifs de différents mécanismes permettant aux individus de résister à ou d'accepter une influence sociale. Un premier mécanisme étudié est un filtre cognitif impliquant qu'un individu ne reçoit pas une information incongruente ou peu importante. Les individus " filtreurs " exhibent le biais de primauté car leur attitude n'est déterminée que par les premiers éléments reçus et se montrent négatifs alors que le message diffusé par un media est neutre. Le taux d'individus négatifs dans la population est accru ou diminuer par l'échange direct d'information entre les individus. Un second mécanisme est un rejet de la tentative d'influence qui mène l'individu à différencier davantage son attitude de celle de son interlocuteur. Il intervient lorsque l'individu éprouve un inconfort lié au fait qu'il est à la fois en accord et en désaccord avec son interlocuteur. Le couplage de ce rejet à un mécanisme d'attraction entre individus en accord entraîne un nombre moindre de groupes d'opinion différentes à l'échelle de la population (ie par rapport au nombre de groupes obtenus avec le seul mécanisme d'attraction).

Les verres moléculaires suscitent depuis quelques années un intérêt croissant. Tapis dans l’ombre des verres polymériques, ils se sont révélés de bien meilleurs matériaux pour des utilisations fort intéressantes en photolithographie et en optoélectronique. Un intérêt particulier pour le laboratoire est qu’un simple changement structural peut amener à des propriétés du verre fort différentes. Les travaux présentés dans ce mémoire ont été motivés par le désir de mieux comprendre cet effet micro ayant un fort impact sur le macro. Pour rendre compte de ces changements, la modélisation moléculaire devient donc un outil de choix. La raison est que celle-ci a déjà démontré toute sa force dans l’étude des polymères. Les verres moléculaires étant des analogues, et potentiellement des compétiteurs dans certaines situations, il est logique d’appliquer la méthode utilisée pour caractériser les polymères sur les verres moléculaires. La caractérisation étant faite à l’aide de la simulation atomistique, sa sensibilité au détail microscopique la rend toute désignée pour extrapoler les phénomènes microscopiques vers le macro ainsi que leurs effets potentiels sur les propriétés macroscopiques. Il s’agit en fait d’animer les molécules en effectuant une dynamique moléculaire sur le système. En plus de polymères, des verres moléculaires dérivés de la molécule triazine ont déjà été caractérisés par cette méthode. En effet, dans une étude antérieure, l’influence du changement de groupement fonctionnel de la tête sur la température de transition vitreuse et les barrières énergétiques de rotation de ces verres a été investiguée. Les résultats, prometteurs, ont motivé d’étudier ces dérivés de triazines plus en profondeur. L’étude des effets sur les propriétés macroscopiques dus aux changements structuraux des groupements ancillaires ainsi que des linkers est le but de cette recherche. Il y a deux propriétés macroscopiques ciblées. La température de transition vitreuse, très importante pour les verres puisqu’elle définit leur température d’utilisation et leurs propriétés mécaniques. Puis il y a aussi le Glass Forming Ability (GFA), qui informe sur la propension d’un verre à se cristalliser selon la vitesse de refroidissement. Les verres moléculaires étant plus sensibles à la cristallisation que leurs analogues polymériques, l’étude du GFA est très révélatrice de la viabilité d’un verre moléculaire. Les verres et leurs propriétés sont caractérisés par le volume libre, les barrières énergétiques de rotation, le déplacement quadratique moyens ainsi que les populations de paires d’angles dièdres. Ceux-ci nécessitent avant tout une préparation. Celle-ci consiste en une montée et descente en température, ce processus est aussi appelé un recuit, suivi d’une compression et dilatation mécaniques. Cette séquence est appliquée 2 fois sur les verres. Au final, ceux-ci atteignent l’équilibre mécanique, la dérivée de l’énergie par rapport à la distance du système de simulation étant égale à 0. Une dernière simulation, permettant d’obtenir des données de coordonnées des molécules, permet au système d’atteindre l’équilibre thermique et chimique. C’est seulement lorsqu’ils atteignent ces trois équilibres que les propriétés macroscopiques des verres peuvent être considérées comme valides. La série des groupements ancillaires a une relation linéaire entre les températures de transition vitreuse expérimentales et simulées. De plus, elle montre un lien direct entre l’apparition d’un GFA expérimental bas, c’est-à-dire un GFA de 1 qui indique une bonne stabilité du verre en refroidissement, et l’augmentation de l’entropie configurationnelle. Les deux séries de linkers ont aussi une relation linéaire entre leurs températures de transition vitreuse expérimentales et simulées. L’étude de leur GFA montre que les effets du mouvement dans la masse du verre ont aussi une grande importance puisqu’une grande mobilité peut être correlée avec un GFA bas.

Ce mémoire présente les travaux qui ont été menés conjointement avec l’entreprise Aviatech Services Techniques Inc. (AST) de Trois-Rivières. AST est une firme d’ingénierie se spécialisant dans l’intégration de systèmes avioniques, dans la fabrication de systèmes de levées géophysiques ainsi que dans la conception et la certification de produits aéronautiques. Depuis sa création en 2007, celle-ci a accompli plusieurs projets portant sur des modifications structurales d’aéronefs et sur des essais en vol pour des appareils certifiés sous les catégories FAR 23, 25, 27 et 29. Récemment, l’entreprise s’est impliquée dans le secteur des drones et développe des partenariats avec différentes institutions, dont les universités. Le projet présenté dans ce document s’inscrit dans la lignée des efforts mis par AST afin de développer une version sans pilote (drone) du SA160. De par l’investissement dans le développement technologique du SA160 ainsi que la connaissance des données techniques s’y rattachant, AST est à même de contribuer grandement au développement d’un tel aéronef. Également, l’entreprise est en bonne position afin de proposer des stratégies pour faciliter une future certification de l’appareil ainsi que son intégration dans un espace aérien civil. Le projet de recherche est orienté sur le développement d’un modèle dynamique du SA160, lequel pourra éventuellement servir à des fins de conception de lois de commande et de système de navigation autonome. L’asservissement de ce système complexe requiert une étude approfondie de la dynamique de l’appareil en boucle ouverte. Ainsi, un modèle possédant un haut degré de fidélité est requis afin de démontrer la navigabilité de l’appareil et ses capacités de vol autonome. À cet effet, un modèle dynamique est obtenu à partir de techniques d’identification paramétrique du modèle à temps continu appliquées aux données de vol du SA160. La méthode est appliquée avec l’outil Matlab SIDPAC (System IDentification Program for AirCraft) développé par la NASA. Dans un premier temps, l’instrumentation nécessaire à l’identification du système dynamique a été installée sur l’appareil. Des essais en vol ont permis de recueillir un ensemble de données inertielles et aérodynamiques pour des manœuvres de vol spécifiquement conçues pour maximiser l’efficacité du processus d’identification. Ces manœuvres permettent d’exciter les différents modes de l’aéronef, ce qui permet l’obtention de données riches en information pour l’identification des différents paramètres aérodynamiques du modèle. D’abord, la dynamique couplée à 6 degrés de liberté a été étudiée. À la suite des résultats obtenus, le système a été découplé en deux systèmes indépendants modélisant respectivement la dynamique longitudinale et la dynamique latérale/directionnelle. La méthodologie utilisée a permis d’obtenir un modèle avec de bonnes capacités de prédiction, pour les dynamiques découplées. Une analyse de sensibilité a également été effectuée afin d’identifier le niveau de précision du modèle en regard de l’incertitude statistique des paramètres identifiés. Ces travaux permettent donc d’orienter les efforts de modélisation sur certains paramètres en particulier, en fonction de leur niveau d’influence sur les variables d’état du modèle.

Longtemps négligées par les institutions internationales et bailleurs de fond au profit des programmes d’ajustements structurels et autres politiques, les infrastructures ont suscité beaucoup plus d’intérêt au cours des dernières années. Aschauer (1989) et Munnell (1992) furent les premiers à souligner l’importance que pourrait avoir le financement des infrastructures sur le développement économique et la productivité des secteurs privés. Notamment, les retombées de ces investissements dans les pays en développement seraient considérables eu égard au déficit aigu du parc infrastructurel de ces pays. Depuis lors, une vaste littérature s’est développée autour de la question des retombées économiques des investissements en infrastructures, aboutissant parfois à des conclusions beaucoup plus nuancées. Par exemple, d’autres auteurs mettent en garde contre des revers pouvant ressortir desdits investissements (syndrome hollandais, effet d’éviction, etc.). C’est dans ce contexte qu’une étude portant sur l’analyse des impacts de l’accroissement des dépenses publiques en infrastructure initié par le Mali a été conduite. Conformément à la littérature, les modèles d’équilibre général calculable ont été adoptés pour l’évaluation de cette question. La contribution de l’étude est la considération de la durabilité des effets des infrastructures dans le temps à travers la prise en compte de l’aspect dynamique des MEGC. Les résultats ont permis de voir qu’à long terme les investissements en infrastructures mèneraient à une croissance économique. Par ailleurs, le financement des infrastructures via l’aide étrangère favorise le bien-être des ménages et des populations et reste la meilleure option de financement pour le Mali. Toutefois, une hausse massive des dépenses en infrastructures peut induire une appréciation du taux de change néfaste pour l’économie surtout quand elle est financée par les différentes taxes internes (taxe de vente, impôt sur le revenu des ménages et des entreprises). Ceci justifie l’intérêt du gouvernement d’être sélectif quant au mode de financement de ses infrastructures.

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

Les gènes situés sur la molécule d'ADN au coeur de nos cellules nonseulement portent une information héréditaire, mais de plusparticipent dynamiquement au fonctionnement de la cellule ensynthétisant plus ou moins activement des protéines. Ces dernièressont susceptibles de nombreuses interactions non linéaires avecd'autres acteurs, menant à la formation de réseaux biochimiques quipeuvent présenter des comportements dynamiques divers et complexes. Enparticulier, la régulation de l'activité des gènes (leur taux detranscription) par des protéines spécifiques peut aboutir à laformation de boucle de rétroaction. Ces boucles tissent des réseauxgénétiques où un ensemble de gènes régulent réciproquement leursexpressions.Des travaux expérimentaux récents ont montré que la régulation del'activité du gène n'est pas toujours instantanée. Nous avons alorsétudié l'influence d'une dynamique transcriptionnelle intrinsèque dansun circuit simple constitué d'un gène réprimé par sa propre protéine.Nous obtenons un critère analytique pour l'apparition desoscillations, qui nous permet de montrer que ces dernières sontfavorisées lorsque le temps de réponse du gène prend une certainevaleur. L'échelle de temps ainsi repérée est pertinente à la fois dansune description déterministe et dans une description stochastique.Ce sont également des réseaux génétiques qui sont à l'origine decertains rythmes biologiques, induisant les oscillations del'expression de protéines clés. Ces réseaux sont alors des horlogesendogènes qui permettent à de nombreux êtres vivants d'anticiper lesmodifications cycliques de l'environnement. Parmi celles-ci, l'horlogecircadienne permet à l'organisme de s'adapter au cycle diurnal enétant entraîné par l'alternance du jour et de la nuit. À partir de données expérimentales, nous avons modélisé l'horlogecircadienne de l'algue unicellulaire Ostreococcus tauri. Lemodèle est basé sur une boucle de rétroaction transcriptionnellenégative impliquant deux gènes se régulant mutuellement. L'accordentre le modèle et les données expérimentales est excellent et met enévidence une absence de signature du couplage dans les données lorsquel'horloge est à l'heure, ce qui révèle une propriété de robustesse aux fluctuations d'éclairement. / Genes located on the DNA macromolecule inside our cells do not onlycarry hereditary information. They also contribute dynamically tobiological functions by synthesizing proteins at a variable rate.Proteins are subject to many nonlinear interactions with other actors,forming vast biochemical networks which may display a number ofcomplex behaviors. In particular, regulation of gene activity (i.e.,of their transcription rate) by specific proteins creates feedbackloops. These loops form genetic networks where a set of genes regulatetheir expressions reciprocally. Recent experimental studies have shown that gene regulation is notalways instantaneous. We have thus studied the influence of anintrinsic transcriptional dynamics in the simple circuit where a geneis repressed by its own protein. We have obtained an analyticalcriterion for the appearance of oscillations, which allows us to showthat oscillations are favored when gene response time is close to acharacteristic value. The time scale thus identified is relevant bothin a deterministic and a stochastic description. Gene regulatory networks are also at work in some biological rhythms,inducing oscillations in the concentrations of some key proteins.These networks then serve as endogeneous clocks, which allow manyliving organisms to anticipate periodic changes in the environment. Inparticular, the circadian clock is used by organisms to adapt to thediurnal cycle by being entrained by the day/night cycle. Using experimental data, we have constructed a mathematical model ofthe circadian clock of the unicellular alga Ostreococcus tauri.This model is based on a transcriptional negative feedback loop, whichinvolves two genes regulating each other. Agreement between numericalsimulations and experimental data is excellent and unveils the factthat there is no signature of coupling in data when the clock is ontime. This reveals a strong robustness to daylight fluctuations.

En plus de l'utilisation des appareils ubiquitaires qui continue à croître, nous avons accès à d'informations dites contextuelles. Ces informations permettent de connaître l'état de notre environnement et nous aident à prendre les décisions de notre vie quotidienne en fonction du contexte dans lequel nous nous positionnons. La nature statique des processus métiers ne leur permet pas d'être modifiés dynamiquement, les rendant ainsi moins utiles dans un nouveau contexte. Si nous voulons changer le comportement d'un processus métier, nous devons le stopper, le modifier et le redéployer entièrement. Pour répondre à ces problèmes, nous proposons une approche qui permet de représenter des processus métiers sensibles au contexte où les informations de contexte sont considérées comme des événements contrôlés en temps réel. Avec Ceviche, nous intégrons les informations obtenues à partir du contexte avec la capacité d'adaptation des processus métiers en cours d'exécution. De plus, l'une des originalités du cadre logiciel Ceviche vient de la définition d'une opération de désadaptation et de sa mise en oeuvre, car défaire l'adaptation peut facilement se passer mal et conduire à des états non désirés. En outre, avec Ceviche, nous apportons une propriété de stabilité au niveau du traitement des événements complexes. En définissant notre propre langage, Adaptive Business Process Language (ABPL), comme un langage pivot, Ceviche facilite l'utilisation de CEP sans les inconvénients de l'adoption anticipée de l'approche. Nous utilisons une technique de type plug-in qui permet aux événements définis en ABPL d'être utilisés dans pratiquement n'importe quel moteur CEP. / As the use of ubiquitous devices continues to grow, we have more access to pervasive information around us. This information allows us to know the state of our surroundings, and we make decisions of our everyday life based on that context information. The static nature of business processes does not allow them to be dynamically modified, thus leaving them less useful in the new context. If we want to change the behavior of a business process, we need to stop it, modify it and redeploy it entirely.To address these issues, in this thesis we present the Ceviche Framework. We bring forward an approach which allows to represent context-aware business processes where context information is considered as events which are monitored in real-time. With Ceviche we integrate the information obtained from the context with the capability of adapting business process at run-time. Also, one of the original contributions of the Ceviche Framework is the definition of a correct adaptation undoing mechanism and its implementation, as undoing an adaptation can easily go wrong and lead to undesired states and unstable processes.The implementation of the Ceviche Framework offers flexibility and dynamicity properties to the business processes, using a component-based approach, allowing the modification of their bindings at run-time. Moreover, with Ceviche we also provide a stability property in terms of CEP. By defining our own simple language, the Adaptive Business Process Language (ABPL), as a pivot language, Ceviche facilitates the use of CEP without the drawbacks of early adoption. We use a plug-in approach that allows the events defined in ABPL to be used in virtually any CEP engine.