Cette étude présente la préparation et l’évaluation de l’activité d’un nouveau catalyseur monolithique en microréacteur. La réaction d’hydrogénation du p-nitrophénol par transfert d’hydrogène avec l’acide formique a été choisie comme réaction modèle pour comparer les performances du monolithe à celles d’un catalyseur commercial en lit fixe.Cette thèse comporte une partie expérimentale importante. D’un côté, un montage expérimental et des protocoles d’analyse en ligne ont été mis au point pour faire une étude quantitative précise de la réaction modèle. De l’autre côté, les conditions de préparation d’un monolithe de silice fonctionnalisée dans le tube-réacteur en acier chemisé de verre ont été optimisées. Il a été chargé en nanoparticules de Pd par une méthode en écoulement. Le monolithe comporte un réseau de macropores pour l’écoulement et une organisation hexagonale typique de mésopores et micropores, et cela presque sans retrait au séchage. L’activité des 2 types de catalyseurs dans la réaction modèle a été comparée par leur cinétique de réaction et leur comportement dynamique dans la phase de mise en régime du microréacteur. Une partie théorique présente la modélisation du microréacteur en régime stationnaire pour l’établissement des cinétiques et en régime transitoire pour rationaliser les observations expérimentales. Le monolithe Pd@silice et le catalyseur commercial Pd@alumine ont des comportements différents et obéissent à des lois cinétiques différentes. Un modèle réactionnel impliquant un changement de propriétés de la surface catalytique pourrait expliquer le profil de concentration inhabituel observé avec le catalyseur commercial. La comparaison démontre la supériorité du nouveau catalyseur monolithe, et lui ouvre de bonnes perspectives industrielles. / This study presents the preparation and the evaluation of performance of a new monolithic catalyst in microreactor. The transfer hydrogenation of p-nitrophenol by formic acid is chosen as the model reaction for the comparison of the monolith with a traditional packed-bed microreactor containing commercial catalyst.This thesis includes an important experimental part. On the one hand, experimental set-up and protocols involving on-line analysis have been developed in order to study quantitatively the model reaction; On the other hand, the conditions of preparation of functionalized silica monolith in a stainless steel tube with the inner wall pre-coated by glass were optimized, and the palladium nanoparticles were immobilized by a continuous flow method. The monolith possesses the flow-through macropores, typical hexagonal organization of mesopores and micropores, and scarcely any shrinkage. The comparison of the two types of catalysts mainly focuses on the activity of catalysts in the model reaction, their kinetic model and their dynamic behavior in the start-up phase of the flow microreactor. In the theoretical part, the modelisation of reactor has been investigated both under stationary conditions for kinetics determination and under transient conditions for the rationalization of experimental observations. Pd@silica monolith and commercial Pd@alumina powder have different behavior and gives different kinetic laws. A reaction model with change in the catalytic surface properties could explain the unusual profile of concentrations observed with commercial catalyst. The superior performance of monolithic catalyst is demonstrated, which also exhibits particular industrial interests.

L’objectif de cette thèse est la modélisation, l’analyse mathématique et la simulation numérique de quelques modèles de transmission du VIH-SIDA dans une population sexuellement active donnée en général et en particulier dans celle du Mali. Nous proposons de modèles basés sur les connaissances actuelles de la transmission du virus du VIH. A cet effet, nous présentons trois modèles : un modèle comportemental en épidémiologie, un modèle qui incorpore le rôle des campagnes de sensibilisation en santé publique et un modèle de co-circulation de deux formes recombinantes du VIH-1. Dans le premier modèle, des résultats d’existence et d’unicité de la solution d’un problème parabolique semi-linéaire décrivant l’évolution d’une population soumise à l’infection du VIH sont présentés. La population est divisée en individus dont le risque comportemental est faible et en individus dont les comportement sont très risqués et qui interagissent entre eux. Une variable continue représentant ce risque comportemental est introduit. Le comportement asymptotique en temps du problème est étudié. Certains résultats numériques concernant la répartition de la population selon la variable représentant le risque comportemental sont présentés dans le cas de l’infection du VIH-SIDA au Mali. Dans les deux derniers modèles, nous obtenons une analyse complète de la stabilité de ces modèles à l’aide des techniques de Lyapunov suivant la valeur du taux de reproduction de base . Nous proposons une méthode alternative au taux de reproduction de base qui permet de confiner l’évolution de la maladie dans des limites fixées. Nous illustrons ces modèles par des simulations numériques. Ces dernières sont faites à partir de nos modèles confrontés aux données du Mali concernant la propagation du VIH-SIDA. / The objective of this thesis is the modeling, mathematical analysis and numerical simulation of a few models of transmission of the HIV-AIDS in a sexually active population given in general and in particular in that of Mali. We propose models based on the epidemiology currently known from the transmission of the HIV virus. Thus, we present three models of the transmission of HIV: a individual behavior and epidemiological model, a model that incorporates the role of public health education program on HIV and a mathematical model for the co-circulating into two circulating recombinants forms of HIV-1. In the first model, Somé results of existence and uniqueness of solution of a semilinear,parabolic problem describing the evolution of a population subjected to a disease are presented. The population is divided into individuals whose behavioral risk is low and in individuals whose behavior are very risky and that interact between them. A continuous variable representing a behavioral risk is introduced. The asymptotic in time of the problem is studied, and the existence of a non zero stationary state is proved. Somé numerical results concerning the distribution of the population according to the variable representing a behavioral risk are presented within the disease of the HIV-AIDS in Mali. In the last two models, we obtain a thorough analysis of the stability of these models using the Lyapunov techniques according to the value of the basic reproduction ratio,R0. We propose an alternative method to the basic reproductive rate R0 which allows to confine the evolution of the disease in the fixed limits. Numerical simulations are done to illustrate the behaviour of the model, using data collected in the literature regarding the spread of HIV in Mali.

Une idée centrale en ingénierie des systèmes est de construire les systèmes complexes par assemblage de composants. Chaque composant a ses propres caractéristiques, suivant différents points de vue, chacun mettant en évidence différentes dimensions d'un système. Un problème central est de définir le sens la composition de composants hétérogènes afin d'assurer leur interopérabilité correcte. Une source fondamentale d'hétérogénéité est la composition de sous-systèmes qui ont des différentes sémantiques d'execution et d' interaction. À un extrême du spectre sémantique on trouve des composants parfaitement synchronisés par une horloge globale, qui interagissent par transactions atomiques. À l'autre extrême, on a des composants complètement asynchrones, qui s'éxécutent à des vitesses indépendantes et interagissent nonatomiquement. Entre ces deux extrêmes, il existe une variété de modèles intermédiaires (par exemple, les modèles globalement asynchrones et localement synchrones). Dans ce travail, on étudie la combinaison des systèmes synchrones et asynchrones. A ce fin, on utilise BIP (Behavior-Interaction-Priority), un cadre général à base de composants permettant la conception rigoureuse de systémes. On définit une extension de BIP, appelée BIP synchrone, déstiné à modéliser les systèmes flot de données synchrones. Les pas d'éxécution sont décrites par des réseaux de Petri acycliquemunis de données et des priorités. Ces réseaux de Petri sont utilisés pour modéliser des flux concurrents de calcul. Les priorités permettent d'assurer la terminaison de chaque pas d'éxécution. Nous étudions une classe des systèmes synchrones ``well-triggered'' qui sont sans blocage par construction et le calcul de chaque pas est confluent. Dans cette classe, le comportement des composants est modélisé par des `graphes de flux modaux''. Ce sont des graphes acycliques représentant trois différents types de dépendances entre deux événements p et q: forte dépendance (p doit suivre q), dépendance faible (p peut suivre q) et dépendance conditionnelle (si p et q se produisent alors $p$ doit suivre q). On propose une transformation de modèles LUSTRE et MATLAB/Simulink discret à temps discret vers des systèmes synchrones ``well-triggered''. Ces transformations sont modulaires et explicitent les connexions entre composants sous forme de flux de données ainsi que leur synchronisation en utilisant des horloges. Cela permet d'intégrer des modèles synchrones dans les modèles BIP hétérogènes. On peut ensuite utiliser la validation et l'implantation automatique déjà disponible pour BIP. Ces deux traductions sont actuellement implementées et des résultats expérimentaux sont fournis. Pour les modèles BIP synchrones nous parvenons à générer du code efficace. Nous proposons deux méthodes: une implémentation séquentielle et une implémentation distribués. L'implémentation séquentielle consiste en une boucle infinie. L'implémentation distribuée transforme les graphes de flux modaux vers une classe particulieére de réseaux de Petri, que l'on peut transformer en réseaux de processus de Kahn. Enfin, on étudie la théorie de la conception de modeéles insensibles à la latence (latency-insensitive design, LID) qui traite le problème de latence des interconnexionsdans les systèmes synchrones. En utilisant la conception LID, les systèmes synchrones peuvent être «désynchronisés» en des réseaux de processus synchrones qui peuvent fonctionner à plus haute fréquence. Nous proposons un modèle permettant de construire des modéles insensibles à la latence en BIP synchrone, en représentant les mécanismes spécifiques d'interconnexion par des composants BIP synchrone. / A central idea in systems engineering is that complex systems are built by assembling com- ponents. Components have different characteristics, from a large variety of viewpoints, each highlighting different dimensions of a system. A central problem is the meaningful composition of heterogeneous components to ensure their correct interoperation. A fundamental source of heterogeneity is the composition of subsystems with different execution and interaction seman- tics. At one extreme of the semantic spectrum are fully synchronized components which proceed in a lockstep with a global clock and interact in atomic transactions. At the other extreme are completely asynchronous components, which proceed at independent speeds and interact non- atomically. Between the two extremes a variety of intermediate models can be defined (e.g. globally-asynchronous locally-synchronous models). In this work, we study the combination of synchronous and asynchronous systems. To achieve this, we rely on BIP (Behavior-Interaction-Priority), a general component-based framework encompassing rigorous design. We define an extension of BIP, called Synchronous BIP, dedicated to model synchronous data-flow systems. Steps are described by acyclic Petri nets equipped with data and priorities. Petri nets are used to model concurrent flow of computation. Priorities are instrumental for enforcing run-to-completion in the execution of a step. We study a class of well- triggered synchronous systems which are by construction deadlock-free and their computation within a step is confluent. For this class, the behavior of components is modeled by modal flow graphs. These are acyclic graphs representing three different types of dependency between two events p and q: strong dependency (p must follow q), weak dependency (p may follow q), conditional dependency (if both p and q occur then p must follow q). We propose translation of LUSTRE and discrete-time MATLAB/Simulink into well-triggered synchronous systems. The translations are modular and exhibit data-flow connections between components and their synchronization by using clocks. This allows for integration of synchronous models within heterogeneous BIP designs. Moreover, they enable the application of validation and automatic implementation techniques already available for BIP. Both translations are cur- rently implemented and experimental results are provided. For Synchronous BIP models we achieve efficient code generation. We provide two methods, sequential implementation and distributed implementation. The sequential implementation pro- duces endless single loop code. The distributed implementation transforms modal flow graphs to a particular class of Petri nets, that can be mapped to Kahn Process Networks. Finally, we study the theory of latency-insensitive design (LID) which deals with the problem of interconnection latencies within synchronous systems. Based on the LID design, synchronous systems can be “desynchronized” as networks of synchronous processes that might run with increased frequency. We propose a model for LID design in Synchronous BIP by representing specific LID interconnect mechanisms as synchronous BIP components.

Avec les préoccupations environnementales actuelles, la recherche se tourne vers des solutions alternatives à l’utilisation de fibres synthétiques. Les fibres végétales apparaissent comme de bonnes candidates, avec de bonnes propriétés spécifiques. Cependant, leur faible durabilité constitue une problématique majeure, notamment lorsque les composites sont soumis à des sollicitations hygro(hygro)thermiques.L’objectif de cette thèse est donc d’analyser et de comprendre les mécanismes de dégradation au cours de sollicitations hydro-thermo-mécaniques, afin de réaliser un modèle prédictif de la durabilité de ces composites.Pour cela, le procédé de fabrication a été étudié et optimisé afin d’obtenir des composites robustes et répétables. Deux matériaux ont ainsi été fabriqués, différenciés par leurs taux volumiques de fibres, de 37.7 % et 51.1 %.Des campagnes expérimentales avaient pour but la caractérisation du comportement mécanique des matériaux sous différentes sollicitations. Un vieillissement hydrothermique a été étudié via des essais sous chargement monotone et des essais sous chargement cyclique (fatigue) en immersion in situ. Aussi, un vieillissement hygrothermique cyclique a été étudié afin de se rapprocher des conditions de service visées.Ces différentes campagnes expérimentales ont mis en évidence le fait que les composites étudiés présentent une forte chute de propriétés mécaniques en fonction du vieillissement, avec une influence finalement peu significative du taux volumique de fibres sur les propriétés après vieillissement, ce qui permet de questionner l’utilité industrielle d’atteindre ces taux volumiques de fibres.Les propriétés mécaniques élastiques sous chargement monotone après des cycles de sollicitations hygrothermiques sont stables après le premier cycle, ce qui peut être rassurant pour une utilisation de ces matériaux. En revanche, des endommagements semblent s’accumuler jusqu’à environ 4 cycles avant de se stabiliser.Les résultats en fatigue montrent également que la saturation peut améliorer la résistance en fatigue en dessous d’une certaine contrainte maximale appliquée, ce qui est particulièrement intéressant pour l’utilisation industrielle visée.Un modèle a pu être implémenté, intégrant l’évolution des propriétés mécaniques au cours de la diffusion, étudiée sur une surface. Ce modèle a permis non seulement de montrer que le matériau est globalement en compression, ce qui est cohérent avec le gonflement contraint des fibres dans la résine, notamment, mais également de mettre en évidence des développements qui seraient nécessaires afin d’aboutir à un modèle prédictif robuste, dont notamment des couplages forts en intégrant une modification de la diffusion en fonction de l’état de contraintes et de déformations des constituants.De nombreuses perspectives ont été discutées, notamment sur des campagnes expérimentales lors de sollicitations mécaniques multiaxiales ou avec des modes de rupture différents (choc, fluage). De plus, le modèle prédictif n’est pas encore atteint et des développements nécessaires ont été identifiés. / With the current environmental concerns, research turns to alternative solutions to synthetic fibres. Vegetal fibers appears as good candidates, with good mechanical properties. However, their low durability is a major issue, especially when the composites are exposed to hydro(hygro)thermal loadings.The purpore of this thesis is to analyse and understand the degradation mechanisms when hydro-thermo-mechanical loadings are applied, in order to implement a predictive modelisation of the composite durability.The manufacturing process wasstudied and optimised to produce reproducible and strong composites. Two materials were produced. Their only difference is their volumetric fiber contents (37.7 % and 51.1 %).Experimental campaigns were led to characterize the composite mechanical behavior under different loadings. A hydrothermal ageing was studied through monotonic mechanical testing and cyclic mechanical testing (fatigue) with in situ immersion. A hydrothermal ageing was also studied in order to be closer to the aimed service conditions.These differents test campaigns showed an important loss of mechanical properties with the ageing processes. The volumetric fiber contents also showed almost no difference after the hydrothermal ageing. The industrial use of a high fiber content can then be questionned.After the first hygrothermal cycle, the composite mechanical elastic properties were found constant, which is reassuring for an industrial use. However, damages accumulated throughout the first 4 cycles before stabilizing.Fatigue results showed that the saturation can enhance the fatigue resistance below a certain maximal loading, which is very interesting for the aimed industrial use.A surfacic numeric modelisation was implemented with the evolution of the mechanical properties thoughout the diffusion process. This modelisation showed that the composite is mostly in compression, which is expected from the constrained swelling of the fibers within the resin, but also showed some developpement ideas which would be necessary to achieve an accurate predictive modelisation. Among these ideas, strong coupling between the diffusion process and the internal strains/stresses of the components.Numerous perspectives were discussed. Multiaxial loadings or breakage mode with impact or creep tests were mentionned. Moreover, the predictive modelisation that was aimed was not achieved yet, but amelioration axes were identified.

Le zooplancton et le micronecton sont les deux premiers échelons animaux de la chaine trophique marine. Bien que de tailles très différentes (200μm à 2mm pour le zooplancton, 2 à 20cm pour le micronecton), ces deux groupes d'espèces variées partagent un comportement singulier : les migrations nycthémérales. Ces migrations journalières entre la profondeur de jour et la surface de nuit induisent des flux de matière organique très importants entre les différentes profondeurs de l'océan. L'étude des cycles biogéochimiques océaniques a une grande importance pour l'étude du changement climatique. Cette étude est notamment conduite à travers le développement de modèles globaux de circulation océanique et de biogéochimie. La suite logique de ces développements est donc la modélisation du zooplancton et du micronecton. La gamme de modèles SEAPODYM modélise avec parcimonie la chaine trophique depuis le zooplancton jusqu'aux prédateurs supérieurs à l'aide de trois modèles. Cette thèse présente le modèle de biomasse de zooplancton SEAPODYM-LTL (pour lower trophic level, niveau trophique bas), ainsi qu'une analyse de sa sensibilité aux forçages. En effet, la particularité de ces modèles est leur forçage offline par des champs de courants, température et production primaire produits par d'autres modèles. Le modèle SEAPODYM-LTL est également comparé au modèle PISCES (NPZD), et présente des performances similaires à ce dernier dans le cas testé. Afin d'améliorer les prédictions du modèle SEAPODYM-MTL (mid-trophic level, i.e. le modèle de biomasse de micronecton), une méthodologie d'assimilation de données a été mise en place pour affiner la paramétrisation utilisée. Des données d'acoustique active (38kHz) sont donc utilisées pour enrichir le modèle. Cette méthodologie a été conçue autour d'un cas test présenté dans cette thèse. L'extension du jeu de données acoustiques assimilées au modèle a permis de mettre en évidence le besoin de mieux modéliser les profondeurs des couches verticales de SEAPODYM. Cela a été réalisé à l'aide du jeu de données acoustiques évoqué précédemment. Cette étude est également présentée dans cette thèse. / Zooplankton and micronecton are the first marine trophic levels. Different by their size (200μm to 2mm for zooplankton, 2 to 20cm for micronekton), this two groups undergo diel vertical migration from depth by day to the surface during the night. These migrations create major organic matter fluxes between the deep ocean and the surface. Biogeochemical cycles are of great importance for climate change studies. These studies are conducted with ocean global circulation model and biogeochemical model. The way to go is develop low and mid-trophic level modelling approaches. SEAPODYM ensemble of models are three parsimonious model of biomass at diverse level of the trophic chain, from zooplankton to top predators. This thesis introduce the zooplankton biomass model SEAPODYM-LTL (lower trophic level) and a forcing fields sensitivity analysis. Indeed, these model are forced off line by currents, temperature and primary production fields produced by other models. SEAPODYM-LTL has also been compared to PISCES (NPZD) and both have similar performance score in this study. In order to improve SEAPODYM-MTL (mid trophic level) predictions, a data assimilation framework has been developed to find a better parameterisation. 38kHz active acoustic data have been used to improve the model. This methodology has been develop thanks to a test case that we present in this thesis. The gathered acoustic dataset permitted to show the need of a better definition of vertical layer depths. It has been developed using the acoustic dataset. The related study is presented in this thesis.

L'objectif de cette thèse est de proposer des algorithmes d'optimisation efficaces pour un système de tranport en commun à la demande proposé par Padam Mobility, une start-up Parisienne. Après avoir modélisé le problème comme un DARP dynamique, trois modules d'optimisation sont présentés : un module online destiné à répondre aux requêtes en temps réel, un module de réinsertion pour insérer les requêtes rejetées par le module online et enfin un module offline basé sur une métaheuristique permettant d'optimiser en continue les itinéraires. / The purpose of this thesis is to propose efficient optimization algorithms for an on-demand common transportation system operated by Padam Mobility, a Parisian company. Formalised as a dynamic DARP, we propose three optimisation modules to tackle the underlying problem : an online module to answer real-time requests, a reinsertion module to re-insert rejected requests and a metaheuristic-based offline module to continuously optimize the rides. The proposed methods are directly implemented in the company system and extensively tested on real instances.

Associés à un risque incendie important, les câbles électriques font l’objet d’une réglementation très stricte concernant leur réaction au feu. Des normes ont été mises en place afin d’inciter les câbliers à produire des câbles résistants au feu et dont les fumées sont peu toxiques. Les câbles électriques sont alors classés selon les Euroclasses en fonction de leurs performances lors de deux tests feu normés IEC 60332-1 (test sur câble unique) et EN 50399 (test grande échelle sur un faisceau de câbles). L’objectif de la thèse était d’analyser les principaux paramètres caractéristiques des câbles gouvernant leur classement au test grande échelle et de développer des méthodes permettant de prédire ce classement sans avoir à réaliser le test. Des corrélations ont ainsi été mises en évidence entre le test EN 50399 et les caractéristiques des câbles mais aussi entre le test EN 50399 et des tests petite échelle (test IEC 60332-1 et cône calorimètre). Au-delà des corrélations effectuées entre les tests feu, l’influence de paramètres matériau tels que l’épaisseur de gaine, la quantité de combustible interne ou la structure interne des câbles, a été étudiée pour la réaction au feu des câbles lors de ces trois essais. Comme attendu, la gaine extérieure joue un rôle majeur de protection des combustibles internes lors des premiers instants de la combustion. Cependant, l’isolant interne non ignifugé finit par se dégrader, alimenter la flamme et intensifier le dégagement de chaleur. Un modèle analytique a été optimisé lors de la thèse afin de prédire la courbe du taux de chaleur dégagée par des câbles lors d’essais au cône calorimètre à l’aide des paramètres structure câbles, configuration d’essai et irradiance. De plus, une simulation numérique d’essais au cône calorimètre a été proposée à l’aide d’une modélisation par éléments finis. Une géométrie complexe a dû être mise en place afin de prédire convenablement la courbe HRR du cône. Une méthode analytique a également été développée afin de prédire le classement feu des câbles électriques à partir des essais au cône calorimètre. / Associated with a significant fire risk, electrical cables are subject to strict regulations in regard to their fire reaction. Standards were established to encourage cable manufacturers to produce fire-resistant cables with low toxic fumes. The electrical cables have to be classified according to the Euroclasses according to their performance in two standard fire tests: IEC 60332-1 (single cable test) and EN 50399 (large scale test on a cable ladder). The aims of the thesis were to analyze the main characteristic parameters of the cables governing their classification in the large scale test and to develop methods to predict this classification without having to carry out the test. Correlations were highlighted between the EN 50399 test and the characteristics of the cables but also between the EN 50399 test and small scale tests (IEC 60332-1 test and calorimeter cone). More than the correlations made between the fire tests, the influences of material parameters such as sheath thickness, the amount of isolation or the structure of the cables, were studied for the fire reaction of the cables during these three tests. As expected, the sheath plays a major role in protecting the internal fuels during the first moments of combustion. However, the non-flame retarded insulation eventually degrades, fueling the flame and intensifying the heat release rate. An analytical model was optimized during the thesis to predict the curve of the heat release rate for cables burning under the calorimeter cône, using the cable structure, test configuration and irradiance parameters. In addition, a numerical simulation of cone calorimeter tests has been proposed using finite element modeling. Complex geometry had to be implemented in order to properly predict the HRR curve of the cone. An analytical method wasn developed to predict the fire classification of electric cables from cone calorimeter results.

La mobilité humaine s'organise de nos jours dans un contexte multimodal avec des systèmes de transport particulièrement complexes. Le nombre d'usagers va croissant et de nouveaux modes de transport émergent jour après jour en même temps que de nouveaux comportements de mobilité. En conséquence, les utilisateurs se trouvent généralement confrontés à la nécessité de choisir entre plusieurs possibilités pour se rendre d'un point d'origine à leur lieu de destination. Dans le but de les aider à naviguer facilement à travers ces réseaux complexes, un système efficace d'information voyageurs doit être construit. Grâce à ce système, les opérateurs de transport cherchent non seulement à fournir des itinéraires optimaux, mais aussi des solutions efficaces et fiables en cas de perturbations. En réalité, les passagers ne cherchent pas seulement à minimiser le temps de trajet. Ils ont aussi tendance à considérer d'autres critères tels que le confort et l'effort qu'il s'agit alors d'optimiser. Un système de routage efficace devrait donc tenir compte des préférences de chaque passager. En outre, les modes de transport sont souvent enclins à des retards. La prise en considération de l'incertitude est donc un aspect très important pour un calculateur d'itinéraires. Les itinéraires multimodaux proposés doivent non seulement être réalisables dans un cas statique, mais également suffisamment robustes face à des aléas. En outre, tout en intégrant des contraintes essentielles telles que la capacité limitée des véhicules, une attention particulière devrait aussi être accordée à la complexité temporelle des algorithmes de routage développés. L'objectif principal de cette thèse est d'élaborer une formulation qui permet de représenter adéquatement un réseau de transport multimodal. En nous basant sur cette formulation, nous proposons plusieurs algorithmes de routage. Nous nous concentrons en particulier sur la résolution de problèmes de plus courts chemins dans un contexte mono/multicritère dans un réseau de transport dynamique et stochastique. Des métaheuristiques telles que les Algorithmes Génétiques (GA), la méthode de Recherche à Voisinage Variable (VNS) et les Algorithmes Mémétiques (MA) ont été utilisés pour fournir des résultats en temps réel. La performance de calcul a été évaluée en résolvant des requêtes de routage à l'échelle du réseau de transport de la Région française Île-de-France. Les résultats indiquent que les nombreuses instances traitées ont été résolues dans un laps de temps raisonnable et que nos algorithmes de routage sont suffisamment performants pour être intégrés dans un calculateur d'itinéraire multimodal opérationnel. / The human mobility is nowadays organized in a multimodal context with more and more complex transport networks. The number of passengers is increasing and new transport modes enter the system day after day simultaneously with new mobility behaviors. As a result, users usually find themselves more confused when choosing between several possibilities to go from one place to their destination. For the sake of helping them to efficiently navigate through this intricate transportation scheme, an efficient Travelers Information System (TIS) has to be built. Thanks to such a system, the transport operators seek not only to provide passengers with optimal itineraries, but also with efficient and reliable solutions in case of disruptions. In fact, commuters do not only seek short time travels, but they usually consider several other criteria such as comfort and effort. An efficient routing system should therefore take into account the various needs and preferences of each passenger. Besides, transport modes are often prone to delays. Thus, handling uncertainty is also a very important aspect of practical journey planning systems. Moreover, the proposed multimodal routes should not only be feasible in a static case, but also robust against the dynamic and stochastic variations of the transport system. Furthermore, crucial constraints should be taken into account such as the capacity limitation of vehicles and the time complexity of the developed routing algorithms. The main objective of this thesis is to propose a formulation that adequately allows representing a multimodal network. Based on our formulation, we elaborate several efficient routing algorithms. In particular, we focus on solving the Earliest Arrival Problem in a single/multiple criteria context, both in dynamic and stochastic environments. To deal with the real time complexity issue, metaheuristics such as Genetic Algorithms (GA), Variable Neighborhood Search (VNS) and Memetic Algorithms (MA) have been used. The computational performance of this work has been assessed by developing a real world route planning system, and solving real life itinerary planning problems defined on the transport network of the French Region Île-de-France that includes the city of Paris and its suburbs. The emerging computational results indicate that the numerous basic and complex instances were solved within a reasonable amount of time and the integration of the proposed routing framework as a module of an operational TIS is relevant.

Cette thèse propose une nouvelle approche de prédiction de risques d'accident liés aux poids lourds. Le but est d'alerter le conducteur ou le système de contrôle actif, suffisamment tôt, pour leur permettre d'anticiper et de réagir avant d'entrer en situation accidentogène. La prédiction du risque est fondée sur la prise en compte des incertitudes du système véhicule-conducteur-infrastructure. Celles-ci sont modélisées par des quantités aléatoires, conduisant à évaluer le risque par la probabilité de dépassement d'un seuil critique de sécurité. Cependant, étant donnée la complexité du système, le calcul embarqué de cette probabilité n'est pas évident, les méthodes classiques de type Monte-Carlo étant prohibitifs en temps de calcul. Dès lors, notre contribution réside dans l'introduction d'une approche fiabiliste, initialement employée dans la sécurité des structures, dans le but de réaliser un tel calcul probabiliste en temps réel. Une grandeur, dite indice de fiabilité, est introduite pour caractériser le risque d'accident au lieu d'une évaluation déterministe. Dans ce travail, nous traitons principalement le cas de renversement. Deux dispositifs de prédiction fiabiliste du risque sont développés : une prédiction à long terme avant l'entrée dans la zone de risque, et une prédiction à court terme menée tout au long de l'évolution dynamique du véhicule. Afin d'optimiser le temps de calcul, une modélisation empirique du risque par les machines à vecteurs supports est mise en ½uvre. Le modèle empirique fournit des expressions explicites de la limite de sécurité en fonctions des incertitudes du système. Les méthodes proposées s'appliquent aussi bien à d'autres types de véhicules qu'à d'autres types de risque d'accident.

Le travail effectué au cours de cette thèse a consisté à examiner une large gamme de processus liés à la branche continentale du cycle de l'eau à l'aide du modèle de surface ORCHIDEE (ORganising Carbon and Hydrology In Dynamic EcosystEms), des observations in situ et satellites. En utilisant les données de l'altimétrie spatiale Topex/Poséidon et de la mission gravimétrique GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), j'ai montré que le modèle ORCHIDEE était capable de reproduire les variations saisonnières et interannuelles des réservoirs d'eau sur les continents. J'ai fourni, pour la première fois, une validation à l'échelle globale du bilan d'eau estimé dans ce modèle. Le rôle important des régions tropicales dans la variabilité du climat a aussi été souligné. Au cours de la thèse, dans le but d'étudier les variations lentes (décennales/multi-décennales), j'ai construit une base de données de forçage atmosphérique de longue période, appelé NCC (National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research Corrected by Climate Research Unit), pour les modèles de surface. NCC s'étend de 1948 à 2000 avec une résolution spatiale de 1°x1° et une résolution temporelle de 6 heures. Cette base de données a été validée par les débits des plus grands fleuves du monde et s'est montrée un élément important pour la compréhension de l'évolution des processus continentaux au cours des 50 dernières années. Une des applications de NCC était l'étude de la contribution de l'eau continentale au changement du niveau de la mer. J'ai montré qu'une augmentation de température de l'océan menait à plus d'eau stockée sur les continents, menant à une rétroaction négative sur le niveau de la mer.