La discrimination tarifaire pratiquée dans les services de contrôle aérien et dans l'usage des aéroports par les aéronefs a attiré l'attention de plusieurs économistes ainsi que les experts de l'OACI ces dernières années. Le rapport final de la Commission royale sur le transport des voyageurs au Canada (ministre des Approvisionnements et Services, 1992) s'avère le document d'inspiration dans la rédaction de ce mémoire, car il résume les points importants de la problématique à l'étude et sera enrichi d'articles scientifiques plus récents. Le présent texte a comme premier objectif d'évaluer l'implication de la discrimination tarifaire dans les méthodes officielles de calcul des redevances liées à l'usage des services des aéroports aux niveaux américain, canadien et européen ainsi qu'au contrôle de la sécurité, via NAVCANADA, EUROCONTROL et FAA. En deuxième lieu, nous cherchons à valider la théorie du prix Ramsey pour les services aéronautiques mais d'un point de vue pratique. La méthodologie proposée pour atteindre les deux objectifs visés par cette recherche est une approche microéconomique appliquée à l'aéroport John F. Kennedy IntI. La description statistique de JFK facilite la compréhension des termes propres à l'industrie aérienne. Les variables de coûts, de revenus et d'opérations sont ensuite exploitées dans la comparaison économique des gros (wide body jet), moyens (narrow body jet) et petits (regional jet) transporteurs commerciaux afin de répondre aux interrogations de l'étude en cours. On constate que la discrimination tarifaire n'est pas sans effet dans un ciel non congestionné mais que ce concept n'est pas applicable en situation de congestion pour les services de navigation aérienne. Ce raisonnement est inversé pour l'usage des aéroports par les aéronefs. Finalement, l'application du prix optimal Ramsey permet de générer des bénéfices qui dépassent largement ceux gagnés par la redevance d'atterrissage actuelle. De plus, un prix Ramsey basé sur le coût total du terrain d'aviation semble plus réaliste qu'un prix Ramsey en lien avec le coût total de l'aéroport JFK. Cependant, on constate que dans le modèle, la variable «coût par bloc d'heures» cause certaines distorsions dans les résultats prévus par les auteurs étudiés. Il faudrait revoir certaines considérations techniques et scientifiques avant d'affirmer que la théorie du prix Ramsey est parfaitement fonctionnelle dans la réalité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aviation, Aéronef, Tarification, Capacité, Investissement, Coûts et production.

La vision représente un des plus importants signaux en robotique. Une caméra monoculaire peut fournir de riches informations visuelles à une fréquence raisonnable pouvant être utilisées pour la commande, l’estimation d’état ou la navigation dans des environnements inconnus par exemple. Il est cependant nécessaire de respecter des contraintes visuelles spécifiques telles que la visibilité de mesures images et les occultations durant le mouvement afin de garder certaines cibles visuelles dans le champ de vision. Les quadrirotors sont dotés de capacités de mouvement très réactives du fait de leur structure compacte et de la configuration des moteurs. De plus, la vision par une caméra embarquée (fixe) va subir des rotations dues au sous-actionnement du système. Dans cette thèsenous voulons bénéficier de l’agilité du quadrirotor pour réaliser plusieurs tâches de navigation basées vision. Nous supposons que l’estimation d’état repose uniquement sur la fusion capteurs d’une centrale inertielle (IMU) et d’une caméra monoculaire qui fournit des estimations de pose précises. Les contraintes visuelles sont donc critiques et difficiles dans un tel contexte. Dans cette thèse nous exploitons l’optimisation numérique pour générer des trajectoires faisables satisfaisant un certain nombre de contraintes d’état, d’entrées et visuelles non linéaires. A l’aide la platitude différentielle et de la paramétrisation par des B-splines nous proposons une stratégie de replanification performante inspirée de la commande prédictive pour générer des trajectoires lisses et agiles. Enfin, nous présentons un algorithme de planification en temps minimum qui supporte des pertes de visibilité intermittentes afin de naviguer dans des environnements encombrés plus vastes. Cette contribution porte l’incertitude de l’estimation d’état au niveau de la planification pour produire des trajectoires robustes et sûres. Les développements théoriques discutés dans cette thèse sont corroborés par des simulations et expériences en utilisant un quadrirotor. Les résultats reportés montrent l’efficacité des techniques proposées. / Vision constitutes one of the most important cues in robotics. A single monocular camera can provide rich visual information at a reasonable rate that can be used as a feedback for control, state estimation of mobile robots or safe navigation in unknown environments for instance. However, it is necessary to satisfy particular visual constraints on the image such as visibility and occlusion constraints during motion to keep some visual targets visible. Quadrotors are endowed with very reactive motion capabilities due to their compact structure and motor configuration. Moreover, vision from a (fixed) on-board camera will suffer from rotation motions due to the system underactuation. In this thesis, we want to benefit from the system aggressiveness to perform several vision-based navigation tasks. We assume state estimation relies solely on sensor fusion of an onboard inertial measurement unit (IMU) and a monocular camera that provides reliable pose estimates. Therefore, visual constraints are challenging and critical in this context. In this thesis we exploit numerical optimization to design feasible trajectories satisfying several state, input and visual nonlinear constraints. With the help of differential flatness and B-spline parametrization we will propose an efficient replanning strategy inspired form Model Predictive Control to generate smooth and agile trajectories. Finally, we propose a minimum-time planning algorithm that handles intermittent visibility losses in order to navigate in larger cluttered environments. This contribution brings state estimation uncertainty at the planning stage to produce robust and safe trajectories. All the theoretical developments discussed in this thesis are corroborated by simulations and experiments run by using a quadrotor UAV. The reported results show the effectiveness of proposed techniques.

Pour réglementer les activités de navigation civile internationale, aérienne et maritime, les États ont choisi d’agir au moyen de deux institutions spécialisées du système des Nations Unies. L’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) et l’Organisation maritime internationale (OMI) ont été investies du pouvoir de superviser l’élaboration de règles techniques applicables à ces matières. De façon générale, les règles adoptées par ces Organisations doivent, pour prendre effet, être acceptées par les États, sous diverses formes (tacites ou expresses, collectives, voire individuelles). Leur application est tributaire d’actes unilatéraux des États, qui agissent parfois collectivement, étant souvent amiablement contrôlés par l’OACI ou l’OMI. Derrière une apparente clarté, se dissimulent des zones d’ombre. Outre, la situation des tiers et des personnes privées, et les rapports entre l’ordre international et les ordres juridiques étatiques, la nature de ces institutions normatives interroge. Y voir des autorités normatives agissant sur le fondement de pouvoirs constitués serait, en effet, ignorer le jeu incessant de la volonté des États, qui, partout là où il étire les pouvoirs de l’institution, montre l’irréductible liberté contractuelle et constituante de ces mêmes États. Le degré de centralisation de ces systèmes s’effacerait sous le constat que leur effectivité repose sur la volonté même de leurs sujets, plus ou moins tenue par des nécessités techniques, ce qui n’est pas sans conséquences pratiques. / In order to regulate the international civil navigation (air and maritime), the States have chosen to act through two specialized United Nations agencies. Hence they confered the International Civil Aviaton Organization (ICAO) and the International Maritime Organization (IMO) the power to oversee the elaboration of technical rules relevant to this field. In general, the rules adopted by these organizations require various forms of States acceptance to be effective (i.e. express or implied, collective or individual forms). Their implementation depends on unilateral acts of States, that can sometimes act sometimes collectively. And the States are often amicably controlled by the ICAO or the IMO. Behind the apparent clarity, lay some gray areas. Beyond the situation of third and private individuals, and the relationship between international order and national legal systems, one can wonder about the nature of these normative institutions. These could be perceived as normative authorities acting on the basis of an established power. However, this interpretation would ignore the incessant game of States’ will. Whenever the will of the States stretches the power of the institution, the irreducible constituent and contractual freedom of the States appears. The degree of centralization of these systems would be blurred by the observation that their effectiveness depends on the willingness itself of their subjects, which is more or less held by technical necessities, and that would not be without practical consequences.

La recherche d'une mesure mondiale et corrective des émissions de gaz à effet de serreafin de réduire l'impact de l'activité aérienne internationale sur les changements climatiques a étéconfrontée à l'émergence d'obstacles, sous forme de conflits de normes, liés au défi général del'interaction entre le droit international de l'aviation civile, le droit international des changementsclimatiques et le droit de l'Union européenne. La conciliation des normes matérielles etinstitutionnelles concernées, sur la base d'une interprétation évolutive de la convention de Chicago,est alors apparue comme l'unique solution pour remédier aux situations conflictuelles constatées.Le recours à cette démarche interprétative maintient néanmoins un climat d'insécurité juridique etpose la question des limites à l'adaptation du droit international de l'aviation civile au défi d'uneprotection du climat mondial. Ce travail d'analyse vise alors à démontrer qu'un recours à cettedémarche interprétative n'est pas toujours nécessaire et qu'une application rigoureuse de ladistinction intrinsèque au droit international de l'aviation civile séparant le domaine de lanavigation aérienne du domaine du transport aérien international est la clef du problème. Ellepermet en effet de proposer une solution corrective respectueuse des ordres juridiques fonctionnelsconcernés tout en rétablissant un climat de sécurité juridique indispensable au développementsoutenable de l'aviation civile internationale. / Looking for a global and corrective measure to reduce greenhouse gas emissions frominternational civil aviation has been facing legal obstacles. These obstacles took the form ofconflicts of norms linked to the general challenge of the interactions between international aviationlaw, climate change law and the law of the European Union. Using evolutionary interpretation ofthe Chicago Convention in order to reconcile norms of substantive and institutional nature emergedas the best solution. However, this method perpetuates legal uncertainty and poses the generalchallenge of flexibly and elasticity of the Chicago Convention in response to the climate changechallenge. This study examines the above mentioned issues of interactions between legal ordersand provides recommendations to restore legal certainty needed to ensure sustainable developmentof international civil aviation. More specifically, this study reveals the underestimated relevance ofthe ongoing distinction between the legal regimes of air navigation and air transport, which is a keylegal element in the search for a global and corrective solution to the impact of international civilaviation on climate change.

Cette thèse s'inscrit dans l'amélioration de la gestion du trafic aérien. Le vent et la température sont deux paramètres omniprésents, subis, et à l'origine de nombreux biais de prédiction qui altèrent le suivi des trajectoires. Nous proposons une méthode pour limiter ces biais. Le concept "Wind and Température Networking" améliore la prédiction de trajectoire en utilisant le vent et la température mesurés par les avions voisins. Nous détaillons les effets de la température sur l'avion, permettant sa prise en compte. L'évaluation du concept est faite sur 8000 vols. Nous traitons du calcul de trajectoires optimales en présence de vent prédit, pour remplacer les actuelles routes de l'Atlantique Nord, et aboutir à des groupes de trajectoires optimisées et robustes. Dans la conclusion, nous présentons d'autres champs d'applications du partage de vents, et abordons les besoins en nouvelles infrastructures et protocoles de communication, nécessaires à la prise en compte de ce nouveau concept. / This thesis is related to air traffic management systems current changes. On the ground and in flight, trajectory calculation methods and available data differ. Wind and temperature are two ubiquitous parameters that are subject to and cause prediction bias. We propose a concept to limit this bias. Our "Wind and Temperature Networking" concept improves trajectory prediction, using wind and temperature information from neighboring aircraft. We detail the effects of temperature on the aircraft performances, allowing for temperature to be taken into account. The concept evaluation is done on 8000 flights. We discuss the calculation of optimal trajectories in the presence of predicted winds, to replace the current North Atlantic Tracks, and to provide optimized and robust groups of trajectories. The conclusion of this thesis presents other fields of wind sharing applications, and addresses the need for new telecommunications infrastructures and protocols.