Le manque d'utilisabilité des Environnements Virtuels (EVs) est un obstacle majeur à leur utilisation à grande échelle dans de nombreux domaines d'activités professionnels. Ces environnements informatisés présentent plusieurs spécificités (i.e., recours à la 3D, à la multimodalité, etc.) non prises en compte par les méthodes classiques d'évaluation de l'utilisabilité. Il est pourtant nécessaire de disposer de méthodes permettant d'apprécier leur qualité ergonomique. Cette thèse développe les différentes étapes d'élaboration et de validation des Critères Ergonomiques (C.E.) adaptés aux Interactions Homme-Environnements Virtuels. Une première étape a consisté à définir les C.E. à partir de l'élaboration et de la classification de recommandations ergonomiques, dédiées aux EVs, issues de la littérature du domaine. Sur la base de 170 recommandations, 20 critères élémentaires ont été identifiés, définis, justifiés et illustrés. Cette étape est le fondement de l'adaptation des C.E. aux EVs. Une seconde étape a permis de valider les C.E. lors d'une tâche d'affectation où 10 spécialistes de l'ergonomie des logiciels ont affecté correctement aux critères principaux 68% des difficultés d'interactions qui leur ont été présentées. Cette étape a également permis de mettre en lumière les C.E. bien compris et ceux qui nécessitent des améliorations. Une troisième étape a comparé expérimentalement les performances dans trois situations d'évaluations ergonomiques de 2 EVs : tests utilisateurs, inspection à l'aide des C.E. et inspection libre. Les résultats de cette expérimentation montrent que les C.E. offrent une performance d'évaluation significativement plus élevée que celle des inspections libres, ils montrent également que les C.E. et les tests utilisateurs permettent des performances d'évaluations équivalentes. D'autres aspects des méthodes tels que le type de problèmes identifiés, l'homogénéité interne et les recouvrements entre chaque méthode sont comparés.

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes d'optimisation dans les réseaux de télécommunication. Un premier objectif consiste à identifier les problèmes spécifiques aux réseaux optiques et satellitaires, et à présenter des contributions pour l'optimisation des ressources de ces réseaux. Le second objectif est de présenter une contribution logicielle pour la conception et l'optimisation de réseaux.<br /><br />La première partie débute par la présentation des réseaux optiques WDM. Nous abordons ensuite les modèles pour les réseaux optiques et satellitaires et proposons des méthodes algorithmiques nouvelles pour optimiser l'allocation des ressources de ces réseaux. Nous traitons ainsi le problème du routage, du groupage et de la protection des réseaux WDM successivement dans trois chapitres puis nous nous intéressons à un algorithme dédié à l'allocation de fréquences dans les réseaux satellitaires. Enfin, pour chaque problème, nous présentons des résultats expérimentaux sur des instances de réseaux réels.<br /><br />La deuxième partie de cette thèse présente les développements logiciels qui ont été entrepris. Le premier chapitre présente le logiciel Porto dédié à la résolution de problèmes de routage, groupage et protection dans des réseaux optiques utilisant trois niveaux de brassage. Dans un second chapitre nous présentons le logiciel Mascopt, une bibliothèque d'optimisation pour le domaine des graphes et des réseaux qui a servi notamment à réaliser les expérimentations présentées dans la première partie.

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement d'un nouveau système de galerie de protection contre les chutes de blocs appelé Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD). L'innovation majeure, par rapport aux solutions classiques, est de dissiper l'énergie d'impact directement dans la dalle en béton armé ou dans des appuis fusibles, et non plus dans une couche de matériau amortissant. Les phénomènes dynamiques ayant lieu lors de l'impact d'un bloc sur la dalle sont analysés au moyen d'expérimentations sur une structure PSD à l'échelle 1/3. Les efforts de percussion appliqués à la dalle, durant la phase de contact avec le bloc, sont estimés ainsi que les différents transferts et dissipations d'énergie. Les résultats ont permis de valider le principe de fonctionnement et de réparation des PSD et font apparaître que la dalle est endommagée par trois mécanismes majeurs : le poinçonnement, la mise en flexion et la déstructuration de surface de la zone impactée. Les principales grandeurs expérimentales sont retrouvées à l'aide de simulations numériques des essais avec un code éléments finis. Un modèle mécanique simplifié « masses-ressorts-amortisseur » est également développé dans le but de concevoir des méthodes de dimensionnement applicables en bureau d'études. Les perspectives de ce travail sont d'aboutir à l'établissement de recommandations sur la conception et la réalisation des pare-blocs structurellement dissipants.

Nous étudions des stratégies d'ordonnancement et d'équilibrage de charge pour des plates-formes hétérogènes distribuées. Notre problème est d'ordonnancer un ensemble de tâches indépendantes afin d'en réduire le temps total d'exécution. Ces tâches utilisent des données d'entrée qui peuvent être partagées : chaque tâche peut utiliser plusieurs données, et chaque donnée peut être utilisée par plusieurs tâches. Les tâches ont des durées d'exécution différentes, et les données ont des tailles différentes. Toute la difficulté est de réussir à placer sur un même processeur des tâches partageant des données, tout en conservant un bon équilibrage de la charge des différents processeurs. Notre étude comporte trois parties généralisant progressivement le problème. Nous nous limitons dans un premier temps au cas simple où il n'y a pas de partage de données, où les tailles des tâches et des données sont homogènes, et où la plate-forme est de type maître-esclave. Le partage des données est introduit dans la deuxième partie, ainsi que l'hétérogénéité pour les tailles des tâches et des données. Dans la dernière partie nous généralisons le modèle de plate-forme à un ensemble décentralisé de serveurs reliés entre eux par un réseau d'interconnexion quelconque. La complexité théorique du problème est étudiée. Pour les cas simples, des algorithmes calculant une solution optimale sont proposés, puis validés par des résultats expérimentaux avec une application scientifique réelle. Pour les cas plus complexes, nous proposons de nouvelles heuristiques pour résoudre le problème d'ordonnancement. Ces nouvelles heuristiques, ainsi que des heuristiques classiques comme min-min et sufferage, sont comparées entre elles à l'aide de nombreuses simulations. Nous montrons ainsi que nos nouvelles heuristiques réussissent à obtenir des performances aussi bonnes que les heuristiques classiques, tout en ayant une complexité algorithmique d'un ordre de grandeur plus faible.

En réponse au besoin croissant de réutiliser les connaissances déjà existantes lors de l'apprentissage des réseaux bayésiens causaux, les connaissances sémantiques contenues dans les ontologies de domaine présentent une excellente alternative pour assister le processus de découverte causale avec le minimum de coût et d'eff ort. Dans ce contexte, la présente thèse s'intéresse plus particulièrement au crossing-over entre les réseaux bayésiens causaux et les ontologies et établit les bases théoriques d'une approche cyclique intégrant les deux formalismes de manière interchangeable. En premier lieu, on va intégrer les connaissances sémantiques contenues dans les ontologies de domaine pour anticiper les meilleures expérimentations au travers d'une stratégie fortuite (qui, comme son nom l'indique, mise sur l'imprévu pour dégager les résultats les plus impressionnants). En e et, les connaissances sémantiques peuvent inclure des relations causales en plus de la structure hiérarchique. Donc au lieu de refaire les mêmes efforts qui ont déjà été menés par les concepteurs et éditeurs d'ontologies, nous proposons de réutiliser les relations (sémantiquement) causales en les adoptant comme étant des connaissances à priori. Ces relations seront alors intégrées dans le processus d'apprentissage de structure (partiellement) causale à partir des données d'observation. Pour compléter l'orientation du graphe causal, nous serons en mesure d'intervenir activement sur le système étudié. Nous présentons également une stratégie décisionnelle basée sur le calcul de distances sémantiques pour guider le processus de découverte causale et s'engager davantage sur des pistes inexplorées. L'idée provient principalement du fait que les concepts les plus rapprochés sont souvent les plus étudiés. Pour cela, nous proposons de renforcer la capacité des ordinateurs à fournir des éclairs de perspicacité en favorisant les expérimentations au niveau des concepts les plus distants selon la structure hiérarchique. La seconde direction complémentaire concerne un procédé d'enrichissement par lequel il sera possible de réutiliser ces découvertes causales et soutenir le caractère évolutif de l'ontologie. Une étude expérimentale a été conduite en utilisant les données génomiques concernant Saccharomyces cerevisiae et l'Ontologie des Gènes pour montrer les potentialités de l'approche SemCaDo dans des domaines ou les expérimentations sont généralement très coûteuses, complexes et fastidieuses.

La ventilation est un secteur clé du bâtiment, dont le rôle est d'assurer un air sain et confortable toute l'année, ce qui est rarement le cas dans les bâtiments scolaires, tout en minimisant les consommations énergétiques. Nos travaux consistent à apporter des éléments de réponses et des pistes d'amélioration pour l'élaboration de stratégies de ventilation appropriées au milieu scolaire, à partir de travaux expérimentaux et numériques. Pour ce faire, quatre modes de ventilation (naturelle et mixte) ont été testés dans des salles de classes de l'Université de La Rochelle, et leurs performances ont été comparées via une évaluation multicritère basée sur les paramètres physiques caractérisant l'environnement intérieur, les indices de confort (subjectif, analytique et adaptatif) et des critères énergétiques. Des méthodes normatives de classification et des estimations de consommations énergétiques nous ont permis de conclure, que le système de ventilation naturelle par ouverture automatisée des fenêtres, contrôlé par la détection de présence et des paramètres thermiques (système SOS), est le meilleur compromis. Nous soumettons toutefois dans ce manuscrit, un certain nombre d'améliorations à apporter à ce système.Notre contribution porte également sur la connaissance des mécanismes du confort humain et en particulier ses réactions adaptatives, en définissant les conditions favorables au confort et en proposant des modèles prédictifs du confort global, de l'ajustement personnel ainsi que du contrôle individuel de l'ambiance par les occupants. Ces résultats ont notamment pour vocation d'améliorer la prise en compte des interactions entre les occupants et leur environnement dans les simulations numériques et pourraient également servir de base au développement d'une stratégie de ventilation optimisée. Au niveau numérique, nous proposons des simulations annuelles de quatre stratégies de ventilation, très proches de celles testées sur site, à l'aide d'un code thermo-aéraulique multizone (couplage Trnsys/Contam), que nous avons validé à partir de certaines séquences de mesures. En tenant compte d'un scénario d'occupation scolaire standard et du fichier météorologique correspondant à la station de La Rochelle, nous avons notamment montré qu'il est primordial de pré-chauffer l'air d'un système de ventilation mécanique, sous peine d'être confronté à des besoins de chauffage insurmontables. En introduisant une puissance de chauffage illimitée, permettant de maintenir une température minimale acceptable et ainsi de simuler des conditions d'enseignement réalistes, il apparaît que la meilleure qualité environnementale intérieure est à nouveau obtenue avec le système SOS. Notre modèle nous donne désormais la possibilité de multiplier les stratégies de ventilation, ainsi que les scénarios d'occupation, les conditions climatiques ou tout autre étude paramétrique, afin d'élaborer les meilleures stratégies de ventilation dans chaque configuration.

Un réseau ad hoc est un réseau sans-fil spontané de terminaux mobiles. S'il est connecté à Internet, il constitue un réseau hybride. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la création d'une couche d'auto-organisation, pré-requis selon nous à une utilisation efficace du réseau. L'ensemble des contributions présentées ici expliquent comment structurer un réseau ad hoc et mettent en exergue l'utilité d'une telle organisation. <br /><br />Nous avons proposé une auto-organisation formant plusieurs niveaux de hiérarchie et facilitant la diffusion d'information. Les algorithmes ont été intiment liés pour une maintenance optimisée. Cette structure a été validée à l'aide de simulations, analytiquement et dans un environnement radio réel. Des propriétés de robustesse, de persistance, d'auto-stabilisation et de passage à l'échelle ont notamment été mises en exergue. Cette auto-organisation ne constituant aucunement une fin en soi, nous avons également proposé des protocoles de routage et de localisation s'appuyant sur la structure virtuelle, s'inspirant largement des protocoles actuels tout en améliorant leur passage à l'échelle et performances.

Ce travail propose d'observer l’effet de différentes structures musicales, extraites du courant musical minimaliste, sur la perception auditive temporelle d'adolescents musiciens et non-musiciens. Pour entreprendre cette recherche, nous avons dû d'abord définir notre conception du temps musical ainsi que son impact supposé sur la perception auditive.Une fois le corpus d’œuvres minimalistes sélectionné, une analyse musicale des extraits sonores retenus pour l’élaboration de deux expérimentations a été réalisée. Elle est destinée à justifier le choix de ces extraits et à définir les procédés d'écriture mis en œuvre, susceptibles d'altérer la perception de la durée chez les sujets. Deux expériences, une tâche de catégorisation libre et une tâche d’évaluation de durées, sont présentées sous la forme de protocoles expérimentaux, permettant d’exposer le déroulement de chacune, de commenter les résultats obtenus et d’expliquer les méthodes de calcul afin de formuler une interprétation des résultats.D’après les résultats observés, seulement certains procédés d’écriture utilisés par les compositeurs minimalistes semblent avoir un effet sur la perception des structures musicales et sur l’estimation de leur durée. Ces résultats sont valables pour les deux groupes de sujets, ce qui prouve que l’expérience musicale antérieure n’a pas d’effet majeur sur la perception de la durée dans un contexte musical. / This work proposes to observe the effect of various musical structures, extracted from the minimalist musical current, on temporal auditive perception of musician and non-musician adolescents. In order to undertake this research, we had to first define our conception of musical time as well as its supposed impact on auditive perception. Once the minimalist musical work corpus was selected, a musical analysis of the sound excerpts chosen for the elaboration of two experiments was done. It was destined to justify the selection of these excerpts and to define the writing processes at work, liable to distort duration perception of the subjects. Two experiments, a free categorization task and a duration evaluation task, are presented as experimental protocols in order to show their progression, to comment the obtained results and to explain the computing methods allowing to formulate an interpretation of the results. According to the results, only some writing processes used by minimalist composers seem to have an effect on perception of musical structures and their duration estimation. The results are valid for both subject groups, which proves that previous musical experience does not have a major effect on duration perception in musical context.

Nous nous sommes intéressés à un problème d'optimisation sur des graphes (le Vertex Cover) dans un contexte de traitement bien particulier : celui des grandes instances de données. Nous avons défini pour cela un modèle de traitement basé sur des contraintes liées principalement à la quantité de mémoire limitée, modèle qui reprenait des propriétés issues de plusieurs modèles existants dans la littérature (online, streaming...). Nous avons étudié plusieurs algorithmes adaptés à ce modèle : nous avons analysé, tout d'abord de façon théorique, la qualité de leurs solutions ainsi que leurs complexités (en pire cas et en moyenne). Nous avons ensuite mené une étude expérimentale sur de très gros graphes.

Le potentiel de production d'hydroélectricité à l'aide de micro centrales hydroélectriques est sous-exploité en Europe. L'exploitation de petites chutes d'eau, à l'aide des vis d'Archimède, est un moyen de production d'énergie renouvelable récent et en voie de développement. Cette thèse étudie les performances hydrauliques de ce type de turbine. Une première partie du travail a porté sur la mise en place d'un dispositif expérimental, à échelle réduite, permettant de tester pour des conditions hydrauliques et des paramètres géométriques variés les performances hydrauliques d'une vis d'Archimède. Un modèle théorique semi-analytique permettant de déterminer les performances de la vis a été développé puis validé à l'aide des résultats expérimentaux. Les écoulements complexes au sein de cette turbine sont étudiés par le biais d'une modélisation numérique 3D instationnaire, validée expérimentalement. La compréhension de la structure de l'écoulement a alors permis de développer un nouveau modèle théorique permettant de déterminer avec plus de précision le débit de fuite qui est à l'origine d'une perte significative de rendement. Ces résultats permettent d'envisager l'implémentation d'un modèle de dimensionnement industriel. / The potential for hydropower generation using micro-hydro plants is still under exploited in Europe. The Archimede Screw Generators are a growing technology convenient for low-head hydraulic sites. This thesis studies the hydraulic performance of this turbine. The first part of thiswork presents an experimental device using a laboratory screw scale. This device allows to test screw performance for various hydraulic conditions and geometrical parameters. A theoretical model predicting the screw performance has then been developed and validated with experimental results.The complex flows occurring within the screw are studied thanks to 3D and unsteady numerical simulations. The numerical results are validated experimentally. The insights provided on the flow structure permit to develop a new leakage model. These leakages are a major source of efficiency loss. Eventually, all these results will allow the implementation of an industrial dimensioning model.