Les éleveurs laitiers gèrent des systèmes complexes combinant production animale et production végétale. Dans un contexte d'évolutions rapides, les démarches de conception de systèmes de production doivent être renouvelées, et répondre à la diversité des situations des exploitations agricoles. La co-conception de systèmes innovants avec les producteurs eux-mêmes se présente comme une démarche intéressante. Les modèles d'exploitation permettent de représenter la complexité du système, mais leur utilisation comme outil d'accompagnement interroge les choix de développement. Ce travail propose une démarche d'accompagnement basée sur l'utilisation d'un modèle de simulation pour appuyer les réflexions de l'éleveur sur ses stratégies d'élevage. Les choix de développement s'appuient sur l'analyse du fonctionnement d'un échantillon de six exploitations. Trois exemples d'utilisation du modèle avec les producteurs sont présentés. Ils montrent comment les résultats du modèle alimentent la discussion autour du projet de l'éleveur.

Les éleveurs laitiers gèrent des systèmes complexes combinant production animale et production végétale. Dans un contexte d'évolutions rapides, les démarches de conception de systèmes de production doivent être renouvelées, et répondre à la diversité des situations des exploitations agricoles. La co-conception de systèmes innovants avec les producteurs eux-mêmes se présente comme une démarche intéressante. Les modèles d'exploitation permettent de représenter la complexité du système, mais leur utilisation comme outil d'accompagnement interroge les choix de développement. Ce travail propose une démarche d'accompagnement basée sur l'utilisation d'un modèle de simulation pour appuyer les réflexions de l'éleveur sur ses stratégies d'élevage. Les choix de développement s'appuient sur l'analyse du fonctionnement d'un échantillon de six exploitations. Trois exemples d'utilisation du modèle avec les producteurs sont présentés. Ils montrent comment les résultats du modèle alimentent la discussion autour du proj et de l'éleveur. / Dairy farmers have to manage complex and mixed-farming systems. In the moving context of the agricultural sector, methods of conception of production systems must be renewed and fit the diversity of farmers conditions. The co-conception of production systems with farmers is the approach we want to defend. Whole-farm models help to picture the farming system's complexity but their use as advising services' tools raises questions in terms of model design choices. This PhD proposes an approach of advising services based on the use of a simulation whole-farm model to help farmers in designing their livestock strategies. The model design is based on the analysis of six dairy farms that constitute our study sample. We present three case-studies about the use of our model with dairy farmers. The case-studies give us insight about the capacity of the model's outcomes to generate debates with farmers about their own projects.

Dans le dernier siècle, le transport et en particulier l'utilisation des voitures privées a émergé comme une des sources principales d'émission de CO2 (deuxième derrière la production d'énergie). Plusieurs villes dans le monde ont mis en place des stratégies pour faire face à ce phénomène afin de limiter les impacts environnementaux néfastes. Certaines stratégies n'ont pas pu atteindre leur objectif, voire ils ont eu des réactions négatives auprès des individus. Le but de cette thèse de doctorat consiste à proposer une méthodologie et une plateforme pour la modélisation et la simulation du système de mobilité. Cette plateforme sera ensuite utilisée pour implémenter des scénarios d'occupation de sol et de transport dans un monde virtuel pour étudier leur impact sur le comportement humain en termes de mobilité. Pour la modélisation de la dynamique des déplacements évoqués par la mobilité locale, nous proposons une méthode hybride (automates cellulaires et systèmes multi-agents) permettant de traiter des données complexes tout en les intégrant au sein de différentes échelles spatio-temporelles. / In the last century, transport and in particular the use of private cars has emerged as a major source of CO2 emissions (second behinf energy production). Several cities in the world have put in place strategies to deal with this problem and to reduce its adverse enviromental impacts. Some strategies could not achieve their objectives, and had negative reactions from individuals. The ail of this PhD thesis is to propose a methodology and a platform for modelling and simulating people mobility systems. The developed plat form is, then, used to implement land use and transportation scenarios and strategies in a virtual world to study their impact on human behavior in terms of mobility. To develop this platform, we propose a hybrid model, combining cellular automata and multi-agent systems, capable of handling the complexity of the mobility system able to present it at various spatial ans temporal scales.

La société de consommation dans laquelle nous évoluons est génératrice de beaucoup de pollutions notamment de déchets. Cette croissance exponentielle de détritus nous amène à reconsidérer nos habitudes de consommation et notre vision du système actuel. C'est dans une réelle prise de conscience des dégâts occasionnés que nous pourrons agir pour améliorer ces failles dans un but optimisation et de performances. C'est pourquoi nous avons choisi d'étudier la gestion des déchets afin de pouvoir répondre à ces objectifs et proposer des scénarios de gestion et de traitement des déchets adaptés aux territoires étudiés. Pour mener à bien cette étude, nous nous sommes intéressés à l'île de la Réunion permettant ainsi à contribuer au développement des territoires insulaires. Autour de cette problématique, nous nous sommes attachés principalement à développer une démarche méthodologique permettant de composer différents scénarios de déchets. Afin de réaliser la création des scénarios, nous avons mis en œuvre un outil de simulation et de modélisation de traitement et de gestion des déchets. Pour cela, nous avons développé une méthode, une approche descriptive qui nous permet de présenter de manière intelligible toutes les entités qui composent le système de traitement des déchets ainsi que les flux de matière et d'énergie qui interfèrent avec les systèmes observés. Nous commençons par une phase d'identification où toutes les entités observées (flux et systèmes) sont clairement définies, nous poursuivons la description par une phase de caractérisation où nous définissons et renseignons tous les paramètres d'observation des flux et des systèmes. Sur cette base, nous avons mis au point un outil de simulation de gestion et de traitement des déchets. La conception de l'outil nécessite donc une connaissance précise des éléments constituant chacun des niveaux d'observation étudiés. Cette observation du système par l'observation des flux nous a permis de mettre en évidence les phases de traitement autour des étapes de stockage, de transport et de transformation. C'est notamment au travers de ces indices qu'il nous a été possible d'identifier les paramètres de gestion à considérer afin de répondre à nos problématiques de coûts et d'environnement. À ce stade, l'outil permet une acquisition de données détaillées à toutes les phases de gestion afin d'établir un certain nombre de scénarii de gestion des déchets. Une fois les scénarios mis en œuvre dans l'outil, une analyse multicritères développée à partir de l'outil de calcul PROMETHEE est réalisée afin permettre le classement des différentes alternatives possibles dans un but d'aide à la décision. Cette analyse s'est avérée pertinente dans le choix des meilleurs scénarios de gestion et de traitement des déchets. Et nous permet de conduire une réflexion la moins orientée possible afin d'assurer une bonne crédibilité des choix et décisions à retenir. / Today's consumer society is generating a lot of pollution and waste . The exponential growth of garbage must lead us to rethink the way we consume and the way we consider the current system. Raising awareness of the damage is the best way to improve the situation so as to achieve better and more efficient results. That is why we chose to study waste management, to answer these objectives and to establish waste management scenarios adapted to a specific territory, here Reunion Island. Thereby, this study will contribute to the general development of insular territories. For the study, we have implemented a methodology allowing us to build waste management scenarios. To create these, we have developed a simulation and modelization tool for waste treatment and waste management. The methodology is organized in two parts: i) A description phase and ii) A quantification phase for each scenario of waste management. i) The description phase enables us to know and classify all the entities that compose the waste treatment system as well as raw flow and energy flow. For this, each part of a scenario can be divided into elementary components to simplify their creation. ii) The quantification phase is operational once all flows and entities are identified. This phase consists in defining and quantify all the parameters (flows and entities).Afterwards, we have developed a simulation and modelization tool for waste treatment and waste management to create scenarios. Each scenario requires environmental, economic and social parameters. At this stage, we can collect data for all management phases and establish a panel of scenarios. After scenarios are integrated in the tool, we can do a multi-criteria analysis to classify all possible alternatives that will help decision making. This analysis has proved relevant for choosing the best management and waste treatment scenarios. It also allows us to conduct a study that is as little oriented as possible, so as to ensure the reliability of the choices and decisions that will be selected.

Ce travail propose un modèle thermique dynamique des appareils électriques dans les bâtiments basse consommation. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence des gains thermiques de ces appareils sur le bâtiment. Cette étude insiste sur la nécessité d'établir un modèle thermique dynamique des appareils électriques pour une meilleure gestion de l'énergie du bâtiment et le confort thermique de ses habitants.Comme il existe des interactions thermiques entre le bâtiment et les appareils électriques, sources de chaleur internes au bâtiment, il est nécessaire de modéliser le bâtiment. Le bâtiment basse consommation est modélisé dans un premier temps par un modèle simple reposantl'étude d'une pièce quasi-adiabatique. Ensuite, dans le but d'établir le modèle des appareils électriques, ceux-ci sont classés en quatre catégories selon leurs propriétés thermiques et électriques. A partir de cette classification et du premier principe de la thermodynamique, un modèle physique générique est établi. Le protocole expérimental et la procédure d'identification des paramètres thermiques des appareils sont ensuite présentés. Afin d'analyser la pertinence du modèle générique appliqué à des cas pratiques, plusieurs appareils électriques utilisés fréquemment dans les résidences – un écran, un ordinateur, un réfrigérateur, un radiateur électrique à convection et un micro-onde – sont choisis pour étudier et valider ce modèle ainsi que les protocoles d'expérimentation et d'identification. Enfin, le modèle proposé est intégré dans le modèle d'un bâtiment résidentiel développé et validé par le CSTB. Ce modèle couplé des appareils et du bâtiment est implémenté dans SIMBAD, un outil de simulation du bâtiment. A travers cette simulation, le comportement thermique du bâtiment et la quantité d'énergie nécessaire à son chauffage sur une période hivernale, ainsi que l'inconfort thermique dû aux appareils électriques durant l'été, sont observés.Ce travail fournit des résultats quantitatifs de l'effet thermique de différents appareils électriques caractérisés dans un bâtiment basse consommation et permet d'observer leur dynamique thermique et leurs interactions. Finalement, cette étude apporte une contribution aux études de gestion de l'énergie des bâtiments à basse consommation énergétique et du confort thermique des habitants. / This work proposes a dynamic thermal model of electrical appliances within low energy buildings. It aims to evaluate the influence of thermal gains of these appliances on the buildings and persuades the necessity of dynamic thermal modeling of electrical appliances for the energy management of low energy buildings and the thermal comfort of inhabitants.Since electrical appliances are one of the free internal heat sources of a building, the building which thermally interact with the appliances has to be modeled. Accordingly, a test room which represents a small scale laboratory set-up of a low energy building is first modeled based on the first thermodynamics principle and the thermal-electrical analogy. Then, in order to establish the thermal modeling of electrical appliances, the appliances are classified into four categories from thermal and electrical points of view. After that, a generic physically driven thermal model of the appliances is derived. It is established based also on the first thermodynamics principle. Along with this modeling, the used experimental protocol and the used identification procedure are presented to estimate the thermal parameters of the appliances. In order to analyze the relevance of the proposed generic model applied to practical cases, several electrical appliances which are widely used in residential buildings, namely a monitor, a computer, a refrigerator, a portable electric convection heater, and microwave are chosen to study and validate the proposed generic model and the measurement and identification protocols. Finally, the proposed dynamic thermal model of electrical appliances is integrated into a residential building model which was developed and validated by the French Technical Research Center for Building (CSTB) on a real building. This coupled model of the appliances and the building is implemented in a building energy simulation tool SIMBAD, which is a specific toolbox of Matlab/Simulink®. Through the simulation, thermal behavior and heating energy use of the building are observed during a winter period. In addition, thermal discomfort owing to usages of electrical appliances during a summer period is also studied and quantified.This work therefore provides the quantitative results of thermal effect of differently characterized electrical appliances within a low energy building and leads to observe their thermal dynamics and interactions. Consequently, it permits the energy management of low energy buildings and the thermal comfort of inhabitants in accordance with the usages of electrical appliances.

Le présent contexte et les tendances autour des systèmes de production modernes, comme la personnalisation de masse, conduisent à des besoins d'améliorations en ce qui concerne l'agilité des organisations de production. Ainsi, des approches agiles ont été proposées telle que l'approche holonique. Dans des Systèmes Manufacturiers Holoniques (HMS) les entités de production, par exemple les ressources et les produits, sont envisagées avec un certain degré d´expertise. Ces entités expertes sont appelées holons (HLs) et leur expertise concerne les habiletés d'autonomie et de collaboration. <br />L'HMS contient aussi le Contrôle Holonique (HC) qui doit organiser proprement les collaborations des holons pour atteindre de l'agilité. En effet, le développement des HMS demande des outils d'ingénierie d´aide au projet et aux tests. Dans cette thèse, il est proposé un meta-modèle pour HC dont les systèmes dérivés sont simulés dans un outil appelé ANALYTICE II. Cet outil présente une séparation précise entre les entités de contrôle du haut niveau et les ressources émulées. <br />Premièrement, avant de proposer le meta-modèle pour l´HC, l'holonification de ressource est proposée dans cet environnement. Chaque Resource-HL est obtenue à l'aide d'une ressource virtuelle qui permet d'accéder des données et des services d'une ressource émulée au haut niveau de contrôle. Par la suite, il est proposé le meta-modèle pour l´HC, sur les Resource-HLs, dans une orientation au processus. <br />L'essence de la solution est inspirée des concepts des Systèmes à Base de Règles (RBS) où les relations causales du contrôle sont traitées par des entités appelées Rules. Le processus d'inférence dans ce genre de RBS a été obtenu grâce à des collaborations basées sur notifications. Les Resource-HLs notifient les Rules par milieu de la connaissance factuelle, comme leurs états. Chaque Rule notifié délibère au moment approprié sur l'exécution d´une certaine action de contrôle. <br />L'inférence se passe dans une chaîne de notifications grâce à une composition de Resource-HLs et de Rules basées sur agents. Ce type d'inférence apporte des avantages pour l'HC tels que la haute réactivité et le découplage des éléments. Il permet aussi la création de mécanismes coopératifs pour répondre aux besoins du contrôle comme le déterminisme et la résolution de conflits. De plus, cette approche de contrôle orientée aux règles permet d´obtenir une implémentation et une expression cohérentes du contrôle. <br />Les mécanismes de contrôle sont émergés à partir de la connaissance causale de contrôle exprimée par des experts dans les Rules. Des experts sont exclusivement impliqués dans la connaissance de contrôle appropriée pour exploiter les flexibilités du système en cherchant de l'agilité. En outre, certains experts pourraient être des agents artificiels pour traiter de façon automatique la connaissance des Rules. En résumé, cette solution de HC orientée au processus traite simultanément un ensemble de sujets de contrôle encore en s'agitant d'une solution indépendante et aussi ouverte. <br />En fait, l'ouverture de la solution permet son interprétation comme une solution orientée au produit. Le contrôle orienté au produit est une tendance pour trouver de l'agilité via le découplage des demandes de production et ses exécutions en utilisant des entités comme les Smart-Product-HLs. Chaque Smart-Product-HL concerne un ordre de production spécifique et personnalisée. Les Smart-Product-HLs, avec une certaine autonomie, utilisent les Resource-HLs pour répondre à ses besoins de production. <br />Dans l'interprétation du meta-modèle, leurs interactions sont organisées en utilisant les Rules pour la coopération des Resource-HLs qu'empêchent des comportements impropres du système. Dans ce contexte, l'exécution des Rules dépend de l'intérêt explicite des Smart-Product-HLs dans leurs utilisations. En quelque sorte, chaque Smart-Product-HL utilise des Rules comme un genre d'expert. La solution a été appliquée dans un ensemble d´exemples en ANALYTICE II qui ont présenté une certaine indépendance de la simulation, celle-ci parce que chaque système de contrôle n'est pas conscient que les Resource-HLs et les Smart-Product-HLs sont simulés.

Les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) sont des réseaux ad hoc généralement constitués d’entités autonomes miniaturisées appelés noeuds capteurs pouvant communiquer entre eux par liaison radio. Les RCSF ont suscité beaucoup d’engouement dans la recherche scientifique en raison notamment des nouveaux problèmes de routage sous forte contrainte de durée de vie du réseau et de faibles capacités des noeuds.Ce type de réseau diffère des réseaux filaires par ses caractéristiques et limitations qui ont motivé le développement d’une nouvelle approche de conception cross-layer ignorant certains paradigmes de l’approche classique permettant l’échange mutuel d’informations même entre couches non adjacentes. Cette approche qui n’est pas encore standardisée, a démontré son intérêt à travers plusieurs travaux visant un meilleur compromis entre consommation d’énergie et une certaine qualité de service.Nos contributions peuvent être classées en deux catégories suivant la stratégie de routage à savoir le routage ad-hoc et le routage suivant la technique de clustering.Dans la première partie, nous proposons une architecture cross-layer, modulaire, adaptable et extensible nommée XL-AODV (cross layer AODV) basée sur l'échange du SNR (Signal-to-Noise-Ratio) entre la couche réseau et la couche physique qui a été modélisée par la distribution K. Nous évaluons sous le simulateur NS2 les performances de notre approche XL-AODV. Une analyse comparative avec AODV, a montré pour différentes configurations de réseaux, l’efficacité de notre proposition en termes de gains énergétiques et de latence de bout en bout.Pour la deuxième partie, nous proposons une première approche XL-LEACH qui constitue une amélioration de la version originale de LEACH, en l'adaptant aux réseaux de capteurs denses et à grande échelle tout en tenant compte des caractéristiques de la couche physique modélisée par la distribution K. Dans une troisième partie, nous introduisons une amélioration de XL-LEACH par l'approche dite, XL-CLEACH (XL Cooperative LEACH) en intégrant la communication coopérative au niveau MAC. Nous avons prouvé par une étude analytique qui a été validée par les simulations, le gain apporté en termes de consommation d’énergie, de la durée de vie du réseau et du TES (Taux d'Erreur Symbol). Les architectures XL-LEACH et XL-CLEACH ont été implémentées sous MATLAB. / Wireless sensor networks (WSN) can be defined as an ad hoc network consisting of miniaturized autonomous entities, called sensor nodes which communicate with each other over a radio link. WSNs is a research topic which has gained a lot of interest due, in particular, to new routing problems under low node capacity and high network lifetime constraints.WSNs differ from wired networks in their characteristics and limitations which have motivated the development of a new cross-layer design that ignores certain paradigms of the classical approach allowing the mutual exchange of information even between non-adjacent layers. This approach, which is not yet standardized, has gained a lot of attention through several works aiming to energy consumption minimization under a required QoS (Quality of Service).In this thesis, our contributions can be classified are twofold according to the considered routing strategy namely the ad-hoc routing and clustering based routing.In the first part, we propose a new adaptable and extensible cross-layer design called XL-AODV (Cross Layer AODV) based on the exchange of the SNR (Signal-to-Noise-Ratio) between the network and the physical layer which has been modelled by the K distribution.We evaluate under the NS2 simulator, the performance of XL-AODV. A comparative analysis with AODV, showed for different network configurations, the efficiency of our proposition in terms of energy saving and end-to-end latency.In the second part, we propose an XL-LEACH approach which is an improvement of the original version of LEACH by its adapting to dense and large scale sensor networks. We have also taken into account the characteristics of the physical layer modelled by the K distribution.In a third part, XL-CLEACH (XL Cooperative LEACH) approach is introduced to improve XL-LEACH by integrating the cooperative communication at the MAC layer.We have proved through an analytical study and validated by simulations, the gain in terms of energy consumption, network lifetime and SER (Symbol Error Rate). The XL-LEACH and XL-CLEACH architecture were implemented under MATLAB.