Multidomain modeling has become more and more important, especially since integrated design strategies have imposed themselves for reaching higher standards in system efficiency and precision. This research deals with electromechanical systems with large multibody structure and tight interaction between electrical and mechanical parts. In the first part of this work, the author present an in depth confrontation of existing unified modeling theories: Bond Graphs, Linear Graphs and Virtual Work Principle. A simple example is used to illustrate the use of these theories and their application on multibody systems is discussed. A new modeling strategy is proposed in the second part of this text. On the basis of a symbolic implementation of dedicated formalisms, the author proposes to generate the symbolic submodels for the mechanical and the electrical parts separately and to couple the obtained equations into one global symbolic model, provided to the numerical integrator. This modeling strategy is then applied to several applications. Firstly, simple electrical circuits and electromechanical systems are considered in order to validate the tools which were developed during this work. The validation was achieved by comparison with existing modeling tools and also with experimental measurements. Secondly, more complex industrial applications are presented : 1. a parking gate system, consisting in a flexible barrier mounted on a six-bar mechanism driven by a three phase induction motor, 2. an articulated railway bogie actuated by two induction motors.

L'objectif de ce travail est d'établir un cadre théorique favorable à la détermination et au contrôle des efforts radiaux dans les moteurs électriques synchrones. Le besoin d'une modélisation susceptible d'être utilisée pour le contrôle en temps réels des efforts écarte naturellement les classiques méthodes numériques de calcul des champs. Aussi, notre volonté de représenter de façon la plus synthétique qui soit l'état magnétique de la machine nous conduit à proposer une modélisation qui intègre de façon intrinsèque un maximum d'informations concernant la machine comme le caractère localisé des courants dans les encoches et les nombreuses symétries liées au bobinage de la machine. Cette modélisation est basée sur une discrétisation du champ d'entrefer qui consiste à considérer le champ constant sous chaque dent statorique.

Las ciclodextrinas (CDS) son oligómeros cíclicos de varias unidades de a-D-glucopiranosa. Las más frecuentes se denominan a-, b- y g-CD dependiendo de cuantas unidades de glucosa (6, 7 o 8 respectivamente forman la pared del macrociclo toroidal. Esta poca común forma define dos zonas especiales bien definidas: una pared externa hidrófila y una cavidad interna hidrófoba que puede incluir substratos orgánicos en medio aucoso. Los complejos de inclusión son asociaciones moleculares en las que un componente (el host) incluye a una molécula (el guest) generalmente con una estequiometría 1:1. Sin embargo, si el guest es más grande, la estequiometría puede llegar a alcanzar 2:1.En este trabajo, estudiamos la preferencia de la orientación que adopten dos moléculas de CD con la finalidad de comprender las interacciones intermoleculares responsables. La agregación preferencial de dímeros de a-, b- y g-CD en ausencia de disolvente se estudió en primer lugar considerando las tres orientaciones más probables Head-Head, Head-Tail y Tail-Tail. En segundo lugar, se procedió al estudio de los mismos dímeros en un medio similar al biológico, es decir en presencia de moléculas de agua, para averiguar la orientación preferencial en disolución gracias a los resultados de los cálculos de energía de interacción y de las interacciones responsables de sus formaciones.Una vez realizado este estudio, pasamos al estudio teórico del complejo supramolecular de esteoquimetría 2:1, formado por un dímero g-CD con el fullereno (C60) para averiguar las fuerzas responsables que favorecen la formación de este complejo en medio acuoso cambiando el campo de fuerza.Finalmente, estudiamos por modelización molecular la separación de los enantiómeros de la benzoina utilizados en electroforesis capilar. Los disolventes quirales utilizando teórica y experimentalmente fueron ciclodextrinas aniónicas (mono y tetrasulfobutiléter-b- CD) y neutras permetil-b- CD). Se estudiaron las posibles agrupaciones y estequiometrías (1:1 y 2:1) de los complejos para racionalizar las enantiodiferenciación, en base a la energía de interacción entre la benzoina y las ciclodextrinas.Todos los cálculos se llevaron a cabo mediante los programas de modelización molecular AMBER, Macromodel y MM3, en los supercomputadores del Centro de Supercomputación de Catalunya (CESCA). / Cyclodextrins are cyclic oligomers of several a-D-glucopyranose units .The toroidal macrocyclic shape defines two clear spatial regions, a hydrophilic external wall and a hydrophobic cavity. They are well known to act as hosts in supramolecular chemistry having the capability to form inclusión complexes with a large variety of organic molecules (the guest), generally with a 1:1 stoichiometry between host and guest. Nevertheless, complexes formed with large guests usually have 2:1 stoichiometries.Our work has been carried out to detemine the preferential orientation of the cyclodextrin dimers and to understand the responsible intermolecular interactions. The preferential aggregation of two a-, b- and g-cyclodextrin molecules in the absence fo solvent have been studied in a first part, considering the three most likely orientations: Head-Head, Head-Tail and Tail-Tail. In a second part, the cyclodextrin dimers have been studied using water as explicit solvent with the aim of determing their preferential orientation in water solution by studying the binding energy and the interactions responsible for their informations.As one 2:1 complex, the supramolecular complexation of the fullerene C60 in a g-cyclodextrin dimer has been studied. The force field for the fullerene has been changed to correctly consider its intramolecular interactions.Also, thanks to some experimental results of capillary electrophoresis, we have reproduced and analysed the enantiodifferenciation of an inclusion complex formed by different cyclodextrin dimers and one chiral molecule: the benzoine. Different stoichiometries, different derived cyclodextrins (as permethyl-b-cyclodextrin, monosulfated-b-cyclodextrin and tetrasulfatedb-cyclodextrin), and different orientations of the complex (as Head-Head and Head-Tail) have been studied. Moreover, in each case the two posible orientations of the benzoine incide the cyclodextrin cavity were also considered.All of the simulations have been carried out on using MM3, MacroModel and AMBER force fields in the Supercomputing Center of Catalonia (CESCA).

Les méthodes de cartographie fine sont des modèles qui estiment la position d'un allèle mutant pouvant causer une maladie dans un groupe d'individus. Le travail de Larribe et al. (2002, 2003), MapArg, n'a pas tenu compte des paramètres de pénétrance jusqu'à maintenant. Ce mémoire démontre les effets de ces paramètres, soit la pénétrance et la phénocopie, sur la performance de MapArg, dans des populations haploïdes. De plus, deux méthodes que nous avons développées seront ensuite incorporées à MapArg dans le but d'améliorer son efficacité si il y a pénétrance et/ou phénocopie. Les résultats démontrent que la phénocopie peut avoir une influence négative sur l'efficacité de MapArg. La pénétrance ne semble pas avoir d'effet majeur sur MapArg. La première méthode développée est un modèle simple qui n'apporte pas d'amélioration majeure de MapArg par rapport à ce même modèle sans ajustement. Par contre, cela procure un point de départ pour les développements futurs dans les populations diploïdes. La deuxieme méthode améliore l'efficacité de MapArg sous certaines conditions, en particulier, si la taille de l'échantillon est assez grande. La deuxieme méthode fonctionne également très bien pour les données réelles de la Fibrose Kystique (Kerem et al., 1989). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Phénocopie, Pénétrance, Pénétrance incomplète, Cartographie fine.

L'échantillonneur-bloqueur est un dispositif central des systèmes de conversion analogique-numérique. Son utilisation dans des domaines d'applications sensibles comme le domaine biomédical place des exigences élevées sur la performance de l'échantillonneur. Les distorsions d'injection de charges, d'erreur d'échantillonnage et celle due aux variations de la constante de temps sont trois sources de non-linéarité qu'il est primordial d'évaluer pendant la conception. La modélisation analytique est l'une des méthodes employées afin d'estimer la distorsion du dispositif d'échantillonnage. Cependant, les méthodes analytiques courantes sont complexes ou ne tiennent pas compte des capacités parasites du commutateur analogique. La conception par la mise en oeuvre de procédures de caractérisation de la distorsion à l'aide de simulateurs analogiques de la famille SPICE donne une bonne estimation de la distorsion mais aboutit à des cycles de conception longs et fastidieux. Dans ce document, nous proposons deux méthodes d'évaluation de la distorsion de l'échantillonneur-bloqueur. Dans un premier temps, nous présenterons un nouveau modèle analytique simple de la distorsion. Notre modèle met en oeuvre l'approximation en série de Taylor afin de caractériser complètement les trois sources de distorsion de l'échantillonneur-bloqueur, incluant l'effet de substrat et les capacités parasites du commutateur analogique. Une autre contribution dans ce mémoire est de proposer un logiciel de simulation comportementale d'aide à la conception des échantillonneurs-bloqueurs dans le procédé MOS submicronique 0.18 µm. Ce logiciel permet de réduire le cycle de conception et d'évaluer efficacement la distorsion de l'échantillonneur-bloqueur. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons intégré le modèle BSIM3 du transistor au logiciel que nous avons développé en langage Java. Nous verrons avec des exemples d'application comment les paramètres de chacune des sources de distorsion agissent sur la gamme dynamique de l'échantillonneur-bloqueur par les méthodes que nous proposons. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Échantillonneur-blogueur, Distorsion, CMOS, Modélisation comportementale.

Depuis la moitié du XXe siècle, les écrits alarmistes n'ont cessé de se multiplier, avertissant des innombrables problèmes environnementaux qui menacent l'ensemble de la biosphère. Cinquante ans plus tard, ces écrits restent d'actualité. En effet, en dépit d'une certaine volonté de changer la situation (par exemple la signature du protocole de Kyoto sur les changements climatiques ou le développement de la gestion environnementale en entreprise), les changements demeurent trop lents par rapport à la rapidité de l'accroissement des problèmes environnementaux. De plus, la connaissance de la nature de ces problèmes demeure partielle du fait de leur complexité. Ajoutons que la complexification croissante des systèmes dans lesquels l'humain évolue (systèmes sociaux, systèmes écologiques, systèmes économiques) met au défi les scientifiques d'étudier et d'approfondir des phénomènes où interagissent une multitude de facteurs, où se combinent des principes de régulation et de déséquilibre, où se mêlent contingence et déterminisme, création et destruction, ordre et désordre. Dans un tel contexte, il semble difficile de résoudre un problème environnemental, sa complexité ne pouvant -par définition -être parfaitement connue. Le but de cette recherche était d'accélérer et daméliorer le processus de résolution de problèmes environnementaux. L'objectif était de développer une méthodologie spécifique à la résolution des problèmes environnementaux en intégrant de nouvelles connaissances et en mettant l'accent sur l'élaboration d'un outil d'aide à la décision. Pour ce faire, nous avons tout d'abord défini la notion de problème environnemental en intégrant un ensemble de connaissances qui lui sont liées, à savoir la complexité. Nous avons, ensuite, développé une méthodologie de la résolution des problèmes environnementaux en se basant, d'une part, sur la littérature existante de la résolution de problèmes (issue majoritairement des sciences de la gestion), et d'autre part, en intégrant les connaissances requises de l'approche et de la méthode systémique. Enfin, l'élaboration de cet outil s'est faite en développant et en confrontant une typologie des problèmes environnementaux et une typologie des interventions. Nous avons pu construire une grille de synthèse qui permet, ainsi, de faciliter la prise de décision en fonction de l'évolution d'un écosystème dans le temps et en fonction de la solution la plus adéquate. Ces résultats montrent que l'élaboration d'une méthodologie apparaît essentielle pour améliorer le processus de résolution des problèmes environnementaux, de même que l'outil d'aide à la prise de décision, qui demande, néanmoins, à être amélioré. De plus, certaines solutions seraient à privilégier parmi d'autres, puisqu'elles engendreraient une faible incertitude quant aux risques de conséquences non désirées sur le long terme. Ces résultats mettent également en avant la nécessité d'adopter une attitude plus prospective pour résoudre les problèmes environnementaux futurs, plutôt que de simplement réagir aux évènements dans le présent. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Problèmes environnementaux, Complexité, Méthodologie, Prospective, Résolution de problème.

Les recherches qui se font pour modéliser l'évolution de trafic Internet sur une grande échelle de temps et pour développer des modèles de prédictions à court et à long terme constituent les domaines les plus intéressés par les chercheurs en technologies de l'information. En effet, pour compléter et affiner la caractérisation du trafic introduite par les premières études et recherches, il est fort utile de modéliser de façon nouvelle et efficace le trafic Internet. Jusqu'à présent, les ingénieurs et chercheurs en réseau utilisaient des modèles Mathématiques et Statistiques pour modéliser les processus de trafic. Pour ce, il faudrait proposer de nouveaux modèles de trafic réalistes. On peut notamment citer le trafic réseau le plus réaliste en intégrant les notions d'auto-similarité et de dépendance à long terme LRD. En utilisant des outils mathématiques, on a commencé par chercher le type du processus à partir des historiques de l'information et savoir le type de trafic pour des différentes échelles de temps, ceci exige une grande collection de mesures sur une longue durée de temps. Ce que nous a permit de montrer que le trafic dans un réseau Internet est exposé à des fortes périodicités et des variabilités aux multiples échelles de temps. Une autre contribution importante, décrite en détail dans ce mémoire, consiste à utiliser les résultats des simulations de trafic Internet plus réalistes afin d'appliquer des algorithmes de prédiction sur ces séries simulées. Quatre algorithmes ont été testés dans ce cadre intégrant des modèles mathématiques afin d'offrir des preuves et des validations du bon fonctionnement des solutions proposées, pour en sortir à la fin, le meilleur algorithme qui permet de donner un taux d'erreurs minimum ainsi qu'une grande simplicité dans son application.

Le principal objectif de ce mémoire consiste en l'évaluation de trois modèles dynamiques canadiens de prévision numérique saisonnière du climat. Ayant conscience de l'influence de l'océan sur la qualité des prévisions numériques saisonnières nous vérifierons au cours de ce travail l'hypothèse de base suivante: la persistance de l'anomalie de la température de la surface de l'océan Pacifique (SSTA) communique à l'atmosphère un certain degré de prévisibilité. Afin de vérifier cette hypothèse un ensemble de vingt-six années de simulations effectuées par chacun des modèles a été étudié. Ensuite, pour tenter d'améliorer la qualité des prévisions saisonnières, nous avons calculé la moyenne d'ensemble des trois modèles. Nous appellerons désormais cette technique multimodèle. Pour estimer la réponse de chacun des modèles aux effets du forçage de l'océan nous avons commencé par séparer les années prévues en deux catégories: les années caractérisées par une forte SSTA (années EPSO) et celles caractérisées par une faible SSTA (années NEPSO). Ensuite, nous avons étudié la prévision des modèles des deux derniers mois de la saison. Ceci nous permet de distinguer l'influence des conditions aux limites. Nos résultats montrent que durant les saisons d'hiver et printemps boréales les trois modèles ainsi que le multimodèle semblent bien reproduire les patrons de la circulation dynamique au sein de l'atmosphère (GZ500). On peut également y voir un potentiel pour l'amélioration de la qualité des prévisions à longue échéance. En outre, nous avons remarqué que la région tropicale est généralement mieux prévue par les modèles que les extra-tropiques. Enfin, nous avons remarqué que les modèles présentent une habileté à prévoir les champs atmosphériques au-dessus de certaines régions du globe en dehors des tropiques. Parmi ces régions nous citons le Pacifique Nord/Amérique du Nord dans le cas de GZ500 et la route des dépressions du Pacifique « Storm Track » dans le cas des précipitations. Le « Storm Track » du Pacifique influence le climat de l'est de l'Asie ainsi que celui de l'Amérique du Nord. L'habileté de nos modèles à prévoir le « Storm Track » du Pacifique n'avait pas été observée dans des études précédentes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Prévision numérique saisonnière moyenne d'ensemble.

L'impulsion est une phase déterminante de la performance sportive. Ce travail s'intéresse ainsi à la mesure indirecte par l'acquisition de mouvements, des forces mises en jeu lors de la phase de contact avec le sol. Cette mesure fait généralement intervenir les tables anthropométriques basées sur des moyennes. Ce travail cherche à individualiser les paramètres segmentaires plutôt que d'utiliser ces tables. La résultante des forces ainsi déterminée est modélisée par des splines cubiques permettant la comparaison de son évolution. Pour cela, on utilise des paramètres qui prennent en compte la forme de la courbe. Ces deux techniques sont utilisées pour permettre la simulation de nouvelles impulsions. Cette simulation repose sur l'adaptation de nouveaux mouvements à partir d'impulsions déjà acquises. Les points caractéristiques qui modélisent l'impulsion sont alors optimisés pour adapter la performance à de nouvelles contraintes.

Ce mémoire fait une étude détaillée de la modélisation du nombre de réclamations en assurance automobile à l'aide des systèmes bonus-malus, méthode de tarification a posteriori utilisée par les actuaires pour déterminer la prime des assurés en fonction de leur expérience sinistre. Deux approches de calibration des systèmes bonus-malus sont proposées dans le cadre du mémoire. L'estimation des primes relatives d'un système bonus-malus selon l'approche classique passe par deux étapes distinctes : l'estimation des paramètres d'une distribution de l'hétérogénéité lors de la tarification a priori, et ensuite l'approximation de l'hétérogénéité par un système bonus-malus. Une nouvelle approche d'estimation d'un système bonus-malus en une seule étape est développée, en utilisant des outils statistiques. Cette approche statistique permet d'estimer les relativités bonus-malus directement à l'aide des modèles de régression en utilisant la méthode du maximum de vraisemblance. Des critères statistiques classiques permettent ainsi de sélectionner le meilleur système bonus-malus alors que des métriques moins précises devraient être utilisées lors d'une calibration classique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Nombre de réclamations, Tarification a priori, Tarification a posteriori, Systèmes bonus-malus, Hétérogénéité, Modèles de régression, Maximum de vraisemblance.