Les programmes informatiques sont rarement écrits d'un seul coup, et sont au contraire composés de changements successifs. Il est également fréquent qu'un logiciel soit mis à jour après sa sortie initiale. De tels changements peuvent avoir lieu pour diverses raisons, comme l'ajout de fonctionnalités ou la correction de bugs. Il est en tout cas important d'être capable de représenter ces changements et de raisonner à leur propos pour s'assurer qu'ils implémentent les changements voulus.En pratique, les différences entre programmes sont très souvent représentées comme des différences textuelles sur le code source, listant les lignes de textes ajoutées, supprimées ou modifiées. Cette représentation, bien qu'exacte, ne dit rien de leurs conséquences sémantiques. Pour cette raison, il existe un besoin pour de meilleures représentations des différences sémantiques entre programmes.Notre première contribution est un algorithme de construction de programmes de corrélation, c'est-à-dire, des programmes entrelaçant les instructions de deux autres programmes de telle sorte qu'ils simulent leur sémantiques. Ces programmes de corrélation peuvent alors être analysés pour calculer une sur-approximation des différences sémantiques entre les deux programmes d'entrée. Ce travail est directement inspiré d'un article de Partush et Yahav, qui décrit un algorithme similaire, mais incorrect en présence de boucles avec des instructions `break` ou `continue`. Pour garantir la correction de notre algorithme, nous l'avons formalisé et prouvé à l'aide de l'assistant de preuve Coq.Notre seconde et plus importante contribution est un cadre formel permettant de décrire précisément et de formellement vérifier des différences sémantiques. Ce cadre, complètement formalisé en Coq, représente la différence entre deux programmes à l'aide d'un troisième programme que nous appelons oracle. Contrairement à un programme de corrélation, un oracle n'entrelace pas nécessairement les instructions des deux programmes à comparer, et peut « sauter » des calculs intermédiaires.Un tel oracle est généralement écrit dans un langage de programmation différent des programmes à comparer, ce qui permet de concevoir des langages d'oracles spécifiques à certaines classes de différences, capables de mettre en relation des programmes qui plantent avec des programmes qui s'exécutent correctement.Nous avons conçu de tels langages d'oracles pour couvrir un large éventail de différences sur un langage impératif jouet. Nous avons également prouvé que notre cadre est au moins aussi expressif que celui de la Logique Relationnelle de Hoare en encodant plusieurs variantes de cette dernière sous forme de langages d'oracles, prouvant leur correction dans la foulée. / Computer programs are rarely written in one fell swoop. Instead, they are written in a series of incremental changes.It is also frequent for software to get updated after its initial release. Such changes can occur for various reasons, such as adding features, fixing bugs, or improving performances for instance. It is therefore important to be able to represent and reason about those changes, making sure that they indeed implement the intended modifications.In practice, program differences are very commonly represented as textual differences between a pair of source files, listing text lines that have been deleted, inserted or modified. This representation, while exact, does not address the semantic implications of those textual changes. Therefore, there is a need for better representations of the semantics of program differences.Our first contribution is an algorithm for the construction of a correlating program, that is, a program interleaving the instructions of two input programs in such a way that it simulates theirsemantics. Further static analysis can be performed on such correlating programs to compute an over-approximation of the semantic differences between the two input programs. This work draws direct inspiration from an article by Partush and Yahav, that describes a correlating program construction algorithm which we show to be unsound on loops that include `break` or `continue`statements. To guarantee its soundness, our alternative algorithm is formalized and mechanically checked within the Coq proof assistant.Our second and most important contribution is a formal framework allowing to precisely describe and formally verify semantic changes.This framework, fully formalized in Coq, represents the difference between two programs by a third program called an oracle.Unlike a correlating program, such an oracle is not required to interleave instructions of the programs under comparison, and may “skip” intermediate computation steps. In fact, such an oracle is typically written in a different programming language than the programs it relates, which allows designing correlating oracle languages specific to certain classes of program differences, andcapable of relating crashing programs with non-crashing ones.We design such oracle languages to cover a wide range of program differences on a toy imperative language. We also prove that our framework is at least as expressive as Relational Hoare Logic by encoding several variants as correlating oracle languages, proving their soundness in the process.

L’Internet des Objets (IdO) et le déploiement des équipements connectés permettent la mise en place de solutions de Gestion Active de la Demande(GAD) avancées. En effet, il devient possible d’avoir plus de visibilité et un contrôle fin sur différents équipements qui consomment, stockent ou produisent de l’énergie dans une maison. Dans cette thèse, nous considérons des solutions ayant la capacité de produire des décisions de contrôle direct à différents niveaux de granularité en fonction des variables mesurées dans les habitats. Le contrôle est basé sur une optimisation d’utilité perçue. Des fonctions utilité sont définies à travers une approche générique qui considère la flexibilité de la charge et l’impact des décisions de contrôle sur les utilisateurs. L’approche proposée n’impose pas de restrictions sur le type des équipements contrôlés ni sur la granularité des décisions de contrôle. Ceci permet un contrôle joint d’équipements hétérogènes. Nous considérons trois types d’architectures de contrôle à savoir: des solutions centralisées, partiellement distribuées et entièrement distribuées. Ces architectures diffèrent dans la distribution de la prise de décision entre les entités impliquées dans le contrôle et les données qui sont mis à disposition de ces entités. L’analyse numérique montre les compromis des solutions proposées du point de vue de la performance, de l’extensibilité et de la complexité. / The Internet of Things (IoT) paradigm brings an opportunity for advanced Demand Response (DR) solutions. Indeed, it enables visibility and control on the various appliances that may consume, store or generate energy within a home. In this thesis, we consider solutions having the capability to produce direct control decisions at different granularities based on variables measured at homes. Control schemes are driven by an optimization based on utility functions. These functions are defined based on a generic approach that considers load’s flexibility and the impact of control decisions on users. The proposed approach does not impose any restrictions on the type of controlled appliances nor on the granularity of control decisions. This enables joint control of heterogeneous loads. We consider three types of control architectures, namely centralized, partially distributed and fully distributed solutions. Schemes based on these architectures differ in the distribution of decision making among entities involved in the control and data that is made available to these entities. Numerical analysis shows the trade-offs of proposed solutions from a performance, scalability and complexity perspectives.

Les objectifs récents en ce qui concerne la durabilité des systèmes électriques et l'atténuation des menaces liées au changement climatique modifient la portée des exigences de planification de ces systèmes. D'une part, les systèmes durables d'énergie à faible émission de carbone qui comportent une part élevée de sources d'énergie renouvelables intermittentes(IRES) se caractérisent par une forte augmentation de la variabilité intertemporelle et nécessitent des systèmes flexibles capables d'assurer la sécurité de l'approvisionnement électrique. D'autre part, la fréquence et la gravité accrues des phénomènes climatiques extrêmes menacent la fiabilité du fonctionnement des réseaux électriques et exigent des systèmes résilients capables de résister à ces impacts potentiels. Tout en s'assurant que les incertitudes inhérentes au système sont bien prises en compte directement au moment de la prise des décisions de planification à long terme. Dans ce contexte, la présente thèse vise à développer une modélisation technicoéconomique et un cadre d'optimisation robuste pour la planification des systèmes électriques multi-périodes en considérant une part élevée d'IRES et la résilience aux phénomènes climatiques extrêmes. Le problème spécifique de planification considéré est celui du choix de la technologie, de la taille et du programme de mise en service des unités de production conventionnelles et renouvelables sous des contraintes techniques, économiques,environnementales et opérationnelles. Dans le cadre de ce problème, les principales questions de recherche à aborder sont : (i) l'intégration et l'évaluation appropriées des besoins de flexibilité opérationnelle en raison de la variabilité accrue des parts élevées de la production d'IRES, (ii) la modélisation et l'intégration appropriées des exigences de résilience contre les phénomènes climatiques extrêmes dans la planification du système électrique et (iii) le traitement des incertitudes inhérentes de l'offre et la demande dans ce cadre de planification. En résumé, les contributions originales de cette thèse sont :- Proposer un modèle de planification du système électrique intégré multi période avec des contraintes dynamiques et en considérant un pourcentage élevé de pénétration des énergies renouvelables.- Introduire la mesure du déficit de flexibilité prévu pour l'évaluation de la flexibilité opérationnelle.- Proposer un ensemble de modèles linéaires pour quantifier l'impact des vagues de chaleur extrêmes et de la disponibilité de l'eau sur le déclassement des unités de production d'énergie thermique et nucléaire, la production d'énergie renouvelable et la consommation électrique du système.- Présenter une méthode permettant d'intégrer explicitement l'impact des phénomènes climatiques extrêmes dans le modèle de planification du système électrique.- Traiter les incertitudes inhérentes aux paramètres de planification du système électrique par la mise en oeuvre d'un nouveau modèle d'optimisation adaptatif robuste à plusieurs phases.- Proposer une nouvelle méthode de solution basée sur l'approximation des règles de décision linéaires du modèle de planification robuste.- Appliquer le cadre proposé à des études de cas de taille pratique basées sur des projections climatiques réalistes et selon plusieurs scénarios de niveaux de pénétration des énergies renouvelables et de limites de carbone pour valider la pertinence de la modélisation globale pour des applications réelles. / Recent objectives for power systems sustainability and mitigation of climate change threats are modifying the breadth of power systems planning requirements. On one hand, sustainable low carbon power systems which have a high share of intermittent renewable energy sources (IRES) are characterized by a sharp increase in inter-temporal variability and require flexible systems able to cope and ensure the security of electricity supply. On the other hand, the increased frequency and severity of extreme weather events threatens the reliability of power systems operation and require resilient systems able to withstand those potential impacts. All of which while ensuring that the inherent system uncertainties are adequately accounted for directly at the issuance of the long-term planning decisions. In this context, the present thesis aims at developing a techno-economic modeling and robust optimization framework for multi-period power systems planning considering a high share of IRES and resilience against extreme weather events. The specific planning problem considered is that of selecting the technology choice, size and commissioning schedule of conventional and renewable generation units under technical, economic, environmental and operational constraints. Within this problem, key research questions to be addressed are: (i) the proper integration and assessment of the operational flexibility needs due to the increased variability of the high shares of IRES production, (ii) the appropriate modeling and incorporation of the resilience requirements against extreme weather events within the power system planning problem and (iii) the representation and treatment of the inherent uncertainties in the system supply and demand within this planning context. In summary, the original contributions of this thesis are: - Proposing a computationally efficient multiperiod integrated generation expansion planning and unit commitment model that accounts for key short-term constraints and chronological system representation to derive the planning decisions under a high share of renewable energy penetration. - Introducing the expected flexibility shortfall metric for operational flexibility assessment. - Proposing a set of piece-wise linear models to quantify the impact of extreme heat waves and water availability on the derating of thermal and nuclear power generation units, renewable generation production and system load. - Presenting a method for explicitly incorporating the impact of the extreme weather events in a modified power system planning model. - Treating the inherent uncertainties in the electric power system planning parameters via a novel implementation of a multi-stage adaptive robust optimization model. - Proposing a novel solution method based on ``information basis'' approximation for the linear decision rules of the affinely adjustable robust planning model. - Applying the framework proposed to a practical size case studies based on realistic climate projections and under several scenarios of renewable penetration levels and carbon limits to validate the relevance of the overall modeling for real applications.

Cette thèse considère le problème de sélection et d’ordonnancement des prises de vue d’un satellite agile d’observation de la Terre. La mission d’un satellite d’observation est d’obtenir des photographies de la surface de la Terre afin de satisfaire des requêtes d’utilisateurs. Les demandes, émanant de différents utilisateurs, doivent faire l’objet d’un traitement avant transmission d’un ordre vers le satellite, correspondant à une séquence d’acquisitions sélectionnées. Cette séquence doit optimiser deux objectifs sous contraintes d’exploitation. Le premier objectif est de maximiser le profit global des acquisitions sélectionnées. Le second est d’assurer l’équité du partage des ressources en minimisant la différence maximale de profit entre les utilisateurs. Deux métaheuristiques, composées d’un algorithme génétique à clé aléatoire biaisées (biased random key genetic algorithm - BRKGA) et d’une recherche locale multi-objectif basée sur des indicateurs (indicator based multi-objective local search - IBMOLS), sont proposées pour résoudre le problème. Pour BRKGA, trois méthodes de sélection, empruntées à NSGA-II, SMS-EMOA, et IBEA, sont proposées pour choisir un ensemble de chromosomes préférés comme ensemble élite. Trois stratégies de décodage, parmi lesquelles deux sont des décodages uniques et la dernière un décodage hybride, sont appliquées pour décoder les chromosomes afin d’obtenir des solutions. Pour IBMOLS, plusieurs méthodes pour générer la population initiale sont testées et une structure de voisinage est également proposée. Des expériences sont menées sur des cas réalistes, issus d’instances modifiées du challenge ROADEF 2003. On obtient ainsi les fronts de Pareto approximés de BRKGA et IBMOLS dont on calcule les hypervolumes. Les résultats de ces deux algorithmes sont comparés / This thesis considers the selection and scheduling problem of observations for agile Earth observing satellites. The mission of Earth observing satellites is to obtain photographs of the Earth surface to satisfy user requirements. Requests from several users have to be managed before transmitting an order, which is a sequence of selected acquisitions, to the satellite. The obtained sequence must optimize two objectives under operation constraints. The first objective is to maximize the total profit of the selected acquisitions. The second one is to ensure the fairness of resource sharing by minimizing the maximum profit difference between users. Two metaheuristic algorithms, consisting of a biased random key genetic algorithm (BRKGA) and an indicator-based multi-objective local search (IBMOLS), are proposed to solve the problem. For BRKGA, three selection methods, borrowed from NSGA-II, SMS-EMOA, and IBEA, are proposed to select a set of preferred chromosomes to be the elite set. Three decoding strategies, which are two single decoding and a hybrid decoding, are applied to decode chromosomes to become solutions. For IBMOLS, several methods for generating the initial population are tested and the neighborhood structure according to the problem is also proposed. Experiments are conducted on realistic instances based on ROADEF 2003 challenge instances. Hypervolumes of the approximate Pareto fronts are computed and the results from the two algorithms are compared

Due à l’augmentation de la force des changements climatiques, il devient critique d’éliminer les combustibles fossiles. Les véhicules électriques sont un bon moyen de réduire notre dépendance à ces matières polluantes, mais leur adoption est généralement limitée par le manque d’accessibilité à des stations de recharge. Dans cet article, notre but est d’agrandir l’infrastrucure liée aux stations de recharge pour fournir une meilleure qualité de service aux usagers (et une meilleure accessibilité aux stations). Nous nous attaquons spéficiquement au context urbain. Nous proposons de représenter un modèle d’assignation de demande de recharge à des stations sous la forme d’un problème de flux maximum. Ce modèle nous sert de base pour évaluer la satisfaction des usagers étant donné l’infrastruture disponible. Par la suite, nous incorporons le model de flux maximum à un programme en nombre entier mixte qui a pour but d’évaluer l’installation de nouvelles stations et d’étendre leur disponibilité en ajoutant plus de bornes de recharge. Nous présentons notre méthodologie dans le cas de la ville de Montréal et montrons que notre approche est en mesure résoudre des instances réalistes. Nous concluons en montrant l’importance de la variation dans le temps et l’espace de la demande de recharge lorsque l’on résout des instances de taille réelle. / With the increasing effects of climate change, the urgency to step away from fossil fuels is greater than ever before. Electric vehicles (EVs) are one way to diminish these effects, but their widespread adoption is often limited by the insufficient availability of charging stations. In this work, our goal is to expand the infrastructure of EV charging stations, in order to provide a better quality of service in terms of user satisfaction (and availability of charging stations). Specifically, our focus is directed towards urban areas. We first propose a model for the assignment of EV charging demand to stations, framing it as a maximum flow problem. This model is the basis for the evaluation of the user satisfaction by a given charging infrastructure. Secondly, we incorporate the maximum flow model into a mixedinteger linear program, where decisions on the opening of new stations and on the expansion of their capacity through additional outlets is accounted for. We showcase our methodology for the city of Montreal, demonstrating the scalability of our approach to handle real-world scenarios. We conclude that considering both spacial and temporal variations in charging demand is meaningful when solving realistic instances.

L’optimisation de la distribution est une préoccupation centrale dans l’amélioration de la performance des systèmes industriels et des entreprises de services. Avec les avancées technologiques et l’évolution du monde des affaires, de nouveaux domaines d’application posent des défis aux gestionnaires. Évidemment, ces problèmes de distribution deviennent aussi des centres d’intérêt pour les chercheurs. Cette thèse étudie l’application des méthodes de recherche opérationnelle (R.O.) à l’optimisation des chaînes logistiques dans deux contextes précis : le déploiement logistique en situation d’urgence et la logistique hospitalière. Ces contextes particuliers constituent deux domaines en forte croissance présentant des d’impacts majeurs sur la population. Ils sont des contextes de distribution complexes et difficiles qui exigent une approche scientifique rigoureuse afin d’obtenir de bons résultats et, ultimement, garantir le bien-être de la communauté. Les contributions de cette thèse se rapportent à ces deux domaines. D’abord, nous présentons une révision systématique de la littérature sur le déploiement logistique en situation d’urgence (Chapitre 2) qui nous permet de consolider et de classifier les travaux les plus importants du domaine ainsi que d’identifier les lacunes dans les propositions actuelles. Cette analyse supporte notre seconde contribution où nous proposons et évaluons trois modèles pour la conception d’un réseau logistique pour une distribution juste de l’aide (Chapitre 3). Les modèles cherchent à assurer une distribution équitable de l’aide entre les points de demande ainsi qu’une stabilité dans le temps. Ces modèles permettent les arrérages de la demande et adaptent l’offre aux besoins de façon plus flexible et réaliste. Le deuxième axe de recherche découle d’un mandat de recherche avec le Ministère de la Santé et de Services sociaux du Québec (MSSS). En collaboration avec les gestionnaires du système de santé québécois, nous avons abordé la problématique du transport d’échantillons biomédicaux. Nous proposons deux modèles d’optimisation et une approche de résolution simple pour résoudre ce problème difficile de collecte d’échantillons (Chapitre 4). Cette contribution est par la suite généralisée avec la synchronisation des horaires d’ouverture de centres de prélèvement lors de la planification des tournées. Une procédure itérative de recherche locale est proposée pour résoudre le problème (Chapitre 5). Il en découle un outil efficace pour la planification des tournées de véhicules dans le réseau des laboratoires québécois. / Optimisation in distribution is a major concern towards the performance’s improvement of manufacturing and service industries. Together with the evolution of the business’ world and technology advancements, new practical challenges need to be faced by managers. These challenges are thus a point of interest to researchers. This thesis concentrates on the application of operational research (O.R.) techniques to optimise supply chains in two precise contexts: relief distribution and healthcare logistics. These two research domains have grown a lot recently and have major impacts on the population. These are two complex and difficult distribution settings that require a scientific approach to improve their performance and thus warrant the welfare among the population. This thesis’s contributions relate to those two axes. First, we present a systematic review of the available literature in relief distribution (Chapter 2) to consolidate and classify the most important works in the field, as well as to identify the research’s gaps in the current propositions and approaches. This analysis inspires and supports our second contribution. In Chapter 3, we present and evaluate three models to optimise the design of relief distribution networks oriented to fairness in distribution. The models seek to ensure an equitable distribution between the points of demand and in a stable fashion in time. In addition, the models allow the backorder of demand to offer a more realistic and flexible distribution plan. The second research context result from a request from Quebec’s Ministry of Health and Social Services (Ministère de la Santé et des Services sociaux – MSSS). In partnership with the managers of Quebec’s healthcare system, we propose an approach to tackle the biomedical sample transportation problem faced by the laboratories’ network in Quebec’s province. We propose two mathematical formulations and some fast heuristics to solve the problem (Chapter 4). This contribution is later extended to include the opening hours’ synchronisation for the specimen collection centers and the number and frequency of pick-ups. We propose an iterated local search procedure (ILS) to find a routing plan minimising total billable hours (Chapter 5). This leads to an efficient tool to routing planning in the medical laboratories’ network in Quebec.

Les entreprises du bois d’oeuvre ont besoin d’une part de synchroniser les activités de production, d’approvisionnement et de ventes, et d’autre part, de maximiser les profits face à une demande hétérogène et saisonnière. L’objectif de cette thèse de doctorat est de développer et d’évaluer de nouvelles approches intégrées de gestion de la demande dans un contexte de capacité limitée, afin de mieux orienter ces entreprises de façon à maximiser les profits et à améliorer la satisfaction des clients les plus prioritaires. Le cas d’étude, inspiré de la réalité des entreprises du bois d’oeuvre québécoises, considère différents clients hétérogènes, des processus de production divergents et plusieurs usines oeuvrant dans un mode de fabrication pour les stocks, où les plans d’approvisionnement, de production et de ventes sont pilotés par les prévisions de la demande et des prix. Dans cette thèse, on commence par définir un cadre décisionnel mutiniveau afin de supporter les décisions d’allocation prises aux niveaux tactique et opérationnel, ainsi que les promesses de livraison conclues en temps réel. En particulier, on propose un processus de gestion de la demande intégrant la planification des ventes et des opérations (S&OP) avec la promesse de livraison basée sur les concepts de gestion des revenus : une nouvelle formulation mathématique, intégrant un modèle S&OP adapté à l’industrie du bois d’oeuvre et un modèle de promesse de livraison utilisant des limites de réservation imbriquées, est fournie. Cette formulation offre la possibilité de changer les décisions d’allocation en temps réel tant que les commandes fermes ne sont pas expédiées. Une plateforme d’optimisation et de simulation en horizon roulant est développée afin d’évaluer la valeur de l’intégration de la planification des ventes et des opérations et de la gestion des revenus. Les résultats de simulation ont démontré la capacité d’un processus intégrant le S&OP et la gestion des revenus, dans un contexte de capacité limitée et face à une demande hétérogène et saisonnière, à réaliser des meilleurs profits et à mieux satisfaire les clients prioritaires que les processus conventionnels de gestion de la demande. La plateforme d’optimisation et de simulation développée est utilisée, dans une seconde étape, pour étudier la performance de différents processus intégrés de gestion de la demande face à différentes situations du marché. En effet, on compare différentes séquences d’arrivée des commandes et deux approches de promesse de livraison. A cette fin, on adopte une nouvelle procédure de planification et d’analyse des expériences dans un contexte de gestion de la chaîne d’approvisionnement : un plan de remplissage d’espace est utilisé pour définir des scénarios variés du marché et des métamodèles de krigeage sont générés pour analyser les résultats. L’analyse des résultats a mis en évidence l’amélioration potentielle de performance qu’on peut atteindre en utilisant les concepts de gestion des revenus et a démontré l’impact de la séquence d’arrivée des commandes sur le profit annuel et le niveau de satisfaction des clients prioritaires. Les implications managériales qui découlent de cette analyse sont également présentées. Dans une troisième étape, on analyse l’effet de la substitution et de certains concepts de gestion des revenus. En particulier, on investigue l’intérêt d’offrir à certains clients privilégiés un produit de qualité supérieure au prix du produit original demandé (soit l’équivalent d’un sur-classement pour les entreprises de service), ce qui est une pratique assez commune dans l’industrie du bois d’oeuvre. À cette fin, on introduit la dimension produit dans le modèle de promesse de livraison basée sur les concepts de gestion des revenus et on mène une simulation en horizon roulant afin de comparer différentes approches intégrées de promesse de livraison. Les résultats de simulation soulignent l’efficacité d’une approche de promesse de livraison intégrant le sur-classement et les concepts de gestion des revenus, comparée aux pratiques communes utilisées pour satisfaire la demande dans un contexte de capacité limitée. En effet, le sur-classement s’avère significativement bénéfique s’il est associé aux concepts de gestion des revenus, vu que l’utilisation de limites de réservation empêche de proposer un sur-classement si le produit en question a été alloué à des commandes plus rentables. / This thesis addresses the need of softwood lumber firms operating in a supply-constrained environment and facing heterogeneous and seasonal market, to synchronize between the different business units of supply chain and to maximize profits. The objective is to develop and to evaluate new integrated demand management approaches for limited capacity contexts in a way to maximize profits and enhance the service level offered to high-priority customers. Our case study, inspired from softwood lumber manufacturers located in Eastern Canada, considers heterogeneous customers, divergent production processes and several mills considered as an MTS environment since operations and sales plans are driven by forecasts. In this thesis, we first define a multilevel decision framework in order to support mediumterm, short-term and real-time sales decisions. We propose a demand management process integrating sales and operations planning (S&OP) and revenue management (RM) concepts : we present a new mathematical formulation integrating an S&OP network model in the softwood lumber industry and an order promising model using nested booking limits. This formulation offers the possibility of changing decisions of how confirmed orders have to be fulfilled as late as possible, which we called order reassignment. Considering current demand management practices and existing IT-systems, we developed a simulationoptimization platform in order to evaluate the demand management process performance the benefits of integrating S&OP and RM concepts in various scenarios. Simulation results provide evidence of the value of integrating RM and S&OP and show that we can offer better service level to high-priority customers and higher profit margin compared to common demand management practices. The simulation-optimization platform is used, in a second step, to investigate how an integrated demand management process, that can be configured differently, can perform facing various order arrival sequences and market disturbances. For this purpose, we use relatively novel techniques – a space-filling design and Kriging metamodeling – in supply chain settings to address the impact of decision and environmental factors on the performance of the integrated demand management process. The simulation results affirm the use of nested booking limits can be a powerful tool to maximize revenues facing different environmental conditions. We also show how order arrival sequence can play a relevant role, especially with a high customer heterogeneity. In addition, as motivated by an industrial problem, we discuss the potential implications of the analysis presented for firms operating in supplyconstrained environments, such as Canadian softwood firms. As a third step, we investigate the benefits of integrating revenue management and product substitution in a manufacturing context. We particularly examine the situation when a higher quality substitute is provided at the original product’s price, which is called an upgrade. Upgrading is a common demand fulfillment practice in the Canadian softwood lumber industry. Thus, we generalize the order promising model using nested booking limits and we add a product dimension to enable product substitution. Then, we conduct a rolling horizon simulation in order to compare different demand fulfillment approaches. The simulation results demonstrate that integrating RM and upgrading achieves better performance than common demand fulfillment approaches in a limited capacity context. The value of upgrading is more significant when integrated with RM concepts since the use of nested booking limits prevents from doing unprofitable upgrades. Thus, inventories are preserved for future profitable orders.

<p align="justify">Depuis 20 à 30 ans, l'aide multicritère à la décision est apparue. L'expansion de cette nouvelle discipline s'est marquée dans la littérature essentiellement par un foisonnement de nouvelles méthodes multicritères d'aide à la décision et par des applications de celles-ci à des problèmes "réels". Pour la plupart de ces méthodes, il n'y pas ou peu de fondements théoriques. Seul le bon sens a guidé les créateurs de ces méthodes.</p><p><p align="justify">Depuis une dizaine d'années, le besoin de bases théoriques solides se fait de plus en plus sentir. C'est dans cette perspective que nous avons réalisé le présent travail. Ceci étant dit, nous n'allons pas vraiment nous occuper de méthodes multicritères à la décision dans ce travail, mais seulement de fragments de méthodes. En effet, les méthodes multicritères d'aide à la décision peuvent généralement être décomposées en trois parties (outre la définition de l'ensemble des alternatives et le choix des critères):</p><p><p align="justify"><ol><li>Modélisation des préférences: pendant cette étape, les préférences du décideur sont modélisées le long de chaque critère.<p><li>Agrégation des préférences: un modèle global de préférences est construit au départ des modèles obtenus critère par critère à la fin de la phase précédente.<p><li>Exploitation des résultats de l'agrégation: du modèle global de préférences issu de la phase 2, on déduit un choix, un rangement, une partition, selon les besoins.</ol></p><p><p align="justify">Jusqu'à présent, à cause de la difficulté du problème, peu de méthodes ont été axiomatisées de bout en bout; la plupart des travaux ne s'intéressent qu'à une ou deux des trois étapes que nous venons de décrire.</p><p><p align="justify">Nous nous sommes intéressés à une méthode bien connue: la méthode de Borda. Elle accepte comme données de départ des relations binaires. Elle intervient donc après la phase de modélisation des préférences. Le résultat de cette méthode est un rangement. Elle effectue donc les opérations correspondant aux étapes 2 et 3. Dans la suite de ce travail nous appellerons méthode de rangement toute méthode effectuant les étapes 2 et 3 pour aboutir à un rangement. Etant donné que les méthodes de rangement, celle de Borda en particulier, sont utilisées également en choix social, nous puiserons abondamment dans le vocabulaire, les outils et les résultats du choix social. Les résultats présentés seront valides en choix social, mais nous nous sommes efforcés de les rendre aussi pertinents que possible en aide multicritère à la décision.</p><p><p align="justify">Dans le chapitre II, après quelques définitions et notations, nous présentons quelques méthodes de rangement classiques, y compris la méthode de Borda, et quelques résultats majeurs de la littérature. Nous généralisons une caractérisation des méthodes de scorage due à Myerson (1995).</p><p><p align="justify">Nous nous tournons ensuite vers les relations valuées. La raison en est la suivante: elles sont utilisées depuis longtemps dans plusieurs méthodes multicritères et, depuis peu, elles le sont aussi en choix social (p.ex. Banerjec 1994) car elles permettent de modéliser plus finement les préférences des décideurs confrontés à des informations incertaines, imprécises, contradictoires, lacunaires, Nous commençons donc le chapitre III par des notations et définitions relatives aux relations valuées.</p> <p align="justify">Ensuite, nous présentons quelques méthodes de rangement opérant au départ de relations valuées. C'est-à-dire des méthodes de rangement qui agissent non pas sur des relations nettes, mais sur des relations valuées et qui fournissent comme précédemment un rangement des alternatives. N'ayant trouvé dans la littérature aucune méthode de ce type, toutes celles que nous présentons sont neuves ou des généralisations de méthodes existantes; comme par exemple, les méthodes de scorage généralisées, que nous caractérisons en généralisant encore une fois le résultat de Myerson.</p><p><p align="justify">Nous présentons enfin ce que nous appelons la méthode de Borda généralisée, qui est une des généralisations possibles de la méthode de Borda au cas valué. Nous basant sur un article de Farkas et Nitzan (1979), nous montrons que contrairement à ce qui se passait dans le cas particulier envisagé par Farkas et Nitzan (agrégation d'ordres totaux), la méthode de Borda généralisée (et sa particularisation au cas net) n'est pas toujours équivalente à la méthode proximité à l'unanimité. Cette dernière méthode classe chaque alternative en fonction de l'importance des changements qu'il faudrait faire subir à un ensemble de relations pour que l’alternative considérée gagne à l'unanimité. Nous identifions quelques cas où l'équivalence est vraie.</p><p><p align="justify">Ensuite, nous reprenons un résultat de Debord (1987). Il s'agit d'une caractérisation de la méthode de Borda en tant que méthode de choix appliquée à des préordres totaux. Nous la généralisons de deux façons au cas de la méthode de Borda en tant que méthode de rangement appliquée à des relations valuées. Lorsqu'on applique la méthode de Borda, on est amené à calculer une fonction à valeurs réelles sur l'ensemble des alternatives.</p><p><p align="justify">La valeur prise par cette fonction pour une alternative s'appelle le score de Borda de cette alternative. Ensuite, on range les alternatives par ordre décroissant de leur score de Borda. La tentation est grande - et beaucoup y succombent (peut-être avec raison) d'utiliser le score de Borda non seulement pour calculer le rangement mais aussi pour estimer si l'écart entre deux alternatives est important ou non (voir par exemple Brans 1994). Cette approche n'a, à notre connaissance, jamais été étudiée d'un point de vue théorique. Nous présentons deux caractérisations de la méthode de Borda utilisée à cette fin.</p><p><p align="justify">Dans la dernière partie du chapitre III, nous abandonnons la démarche qui visait à caractériser une méthode par un ensemble de propriétés le plus petit possible. Nous comparons 12 méthodes sur base d'une vingtaine de propriétés. Les résultats de cette partie sont résumés dans quelques tableaux.</p><p><p align="justify">Ce travail aborde donc la méthode de Borda et sa généralisation au cas valué sous différents angles. Il livre une série de résultats qui, espérons-le, devraient permettre de mieux comprendre la méthode de Borda et peut-être de l'utiliser à meilleur escient. Toutefois, quoique notre objectif ait été de présenter des résultats pertinents en aide multicritère à la décision (et nous avons fait des progrès dans ce sens), il reste du chemin à faire. Nous sommes probablement encore trop proche du choix social. Ceci constitue donc une voie de recherche intéressante, de même que l'étude d'autres méthodes de rangement et l'étude de méthodes complètes d'aide multicritère à la décision: modélisation du problème (identification du ou des décideur(s), des alternatives et des critères), modélisation des préférences, agrégation des préférences et exploitation des résultats de l'agrégation.</p><p><p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans les chaînes d’approvisionnement, les producteurs font souvent appel à des entreprises de transport pour livrer leurs marchandises. Cela peut entraîner une concurrence entre les transporteurs qui cherchent à maximiser leurs revenus individuels en desservant un produc- teur. Dans ce travail, nous considérons de telles situations où aucun transporteur ne peut garantir la livraison de la source à la destination en raison de son activité dans une région restreinte (par exemple, une province) ou de la flotte de transport disponible (par exemple, uniquement le transport aérien), pour ne citer que quelques exemples. La concurrence est donc liée à l’expansion de la capacité de transport des transporteurs. Le problème décrit ci-dessus motive l’étude du jeu d’expansion de réseau multi-agent joué sur un réseau appartenant à de multiples transporteurs qui choisissent la capacité de leurs arcs. Simultanément, un client cherche à maximiser le flux qui passe par le réseau en décidant de la politique de partage qui récompense chacun des transporteurs. Le but est de déterminer un équilibre de Nash pour le jeu, en d’autres termes, la strategie d’extension de capacité et de partage la plus rationnelle pour les transporteurs et le client, respectivement. Nous rappelons la formulation basée sur les arcs proposée dans la littérature, dont la solution est l’équilibre de Nash avec le plus grand flux, et nous identifions ses limites. Ensuite, nous formalisons le concept de chemin profitable croissant et nous montrons son utilisation pour établir les conditions nécessaires et suffisantes pour qu’un vecteur de stratégies soit un équilibre de Nash. Ceci nous conduit à la nouvelle formulation basée sur le chemin. Enfin, nous proposons un renforcement du modèle basé sur les arcs et une formulation hybride arc- chemin. Nos résultats expérimentaux soutiennent la valeur des nouvelles inégalités valides obtenues à partir de notre caractérisation des équilibres de Nash avec des chemins croissants rentables. Nous concluons ce travail avec les futures directions de recherche pavées par les contributions de cette thèse. / In supply chains, manufacturers often use transportation companies to deliver their goods. This can lead to competition among carriers seeking to maximize their individual revenues by serving a manufacturer. In this work, we consider such situations where no single carrier can guarantee delivery from source to destination due to its operation in a restricted region (e.g., a province) or the available transportation fleet (e.g., only air transportation), to name a few examples. Therefore, competition is linked to the expansion of transportation capacity by carriers. The problem described above motivates the study of the multi-agent network expansion game played over a network owned by multiple transporters who choose their arcs’ capacity. Simultaneously, a customer seeks to maximize the flow that goes through the network by deciding the sharing policy rewarding each of the transporters. The goal is to determine a Nash equilibrium for the game, in simple words, the most rational capacity expansion and sharing policy for the transporters and the customer, respectively. We recap the arc-based formulation proposed in literature, whose solution is the Nash equilibirum with the largest flow, and we identify its limitations. Then, we formalize the concept of profitable increasing path and we show its use to establish necessary and sufficient conditions for a vector of strategies to be a Nash equilibrium. This lead us to the first path-based formulation. Finally, we propose a strengthening for the arc-based model and a hybrid arc-path formulation. Our experimental results support the value of the new valid inequalities obtained from our characterization of Nash equilibria with profitable increasing paths. We conclude this work with the future research directions paved by the contributions of this thesis.

Dans cette thèse, nous avons développé deux approches pour la construction de contrôleurs approchés semi-décentralisés. La thèse est partagée en deux parties, chaque partie décrivant une approche précise. Première Partie: elle traite de l'approximation semi-décentralisée d'un contrôle optimal pour des équations aux dérivées partielles (EDPs) dans un domaine borné. Dans cette partie on présente une méthode de calcul de contrôle optimal pour des systèmes distribués linéaires avec un opérateur d'entré borné ou non borné. Sa construction repose sur le calcul fonctionnel des opérateurs auto-adjoints et sur la formule de Dunford- Schwartz. Elle est conçue pour des architectures de calcul à très fine granularité, avec coordination semi-décentralisée. Enfin, elle est illustrée par des exemples portant en particulier sur la stabilisation interne de la chaleur, la stabilisation des vibrations d'une poutre, la stabilisation des vibrations dans une matrice de micro-cantilevers... Deuxième Partie: elle est consacrée à l'obtention de réalisations d'état, d'opérateurs linéaires solutions de quelques équations opératorielles différentielles linéaires dans des domaines bornés mono-dimensionnels. Nous proposons deux approches dans le cadre de réalisations diffusives. La première utilise des symboles complexes et la seconde des symboles réels sur l'axe réel. Puis, on illustre la théorie et on développe des méthodes numériques pour le contexte d'une application à l'équation de Lyapunov issue de la théorie du contrôle optimal pour l'équation de la chaleur. Un intérêt pratique pour cette approche est le calcul en temps réel sur des processeurs organisés pour une architecture semi-décentralisée.