Lors de ces travaux, nous nous sommes intéressés au problème de la classification supervisée d'images satellitaires de zones urbaines. Les données traitées sont des images optiques à très hautes résolutions spatiales: données panchromatiques à très haute résolution spatiale (IKONOS, QUICKBIRD, simulations PLEIADES) et des images hyperspectrales (DAIS, ROSIS). Deux stratégies ont été proposées. La première stratégie consiste en une phase d'extraction de caractéristiques spatiales et spectrales suivie d'une phase de classification. Ces caractéristiques sont extraites par filtrages morphologiques : ouvertures et fermetures géodésiques et filtrages surfaciques auto-complémentaires. La classification est réalisée avec les machines à vecteurs supports (SVM) non linéaires. Nous proposons la définition d'un noyau spatio-spectral utilisant de manière conjointe l'information spatiale et l'information spectrale extraites lors de la première phase. La seconde stratégie consiste en une phase de fusion de données pre- ou post-classification. Lors de la fusion postclassification, divers classifieurs sont appliqués, éventuellement sur plusieurs données issues d'une même scène (image panchromat ique, image multi-spectrale). Pour chaque pixel, l'appartenance à chaque classe est estimée à l'aide des classifieurs. Un schéma de fusion adaptatif permettant d'utiliser l'information sur la fiabilité locale de chaque classifieur, mais aussi l'information globale disponible a priori sur les performances de chaque algorithme pour les différentes classes, est proposé. Les différents résultats sont fusionnés à l'aide d'opérateurs flous. Les méthodes ont été validées sur des images réelles. Des améliorations significatives sont obtenues par rapport aux méthodes publiées dans la litterature.

Les débris spatiaux constituent une menace pour l'exploration et l'exploitation de l'espace. Leur nombre ne cesse d'augmenter et continuera à grandir même si on arrête toute activité spatiale, augmentant ainsi la probabilité d'entrer en collision avec un satellite actif. Le retrait des débris s'avère le seul moyen de protéger ces satellites. Le nombre des débris spatiaux étant très élevé, il convient préalablement de repérer les plus dangereux. Dans la première partie de la thèse, nous avons élaboré une approche multicritère afin de classer les débris selon leur degré de priorité d'enlèvement. Les débris de la classe la plus prioritaire, feront l'objet d'une mission spatiale de retrait de débris. La planification d'une telle mission est étudiée dans la deuxième partie de la thèse. Elle doit être réalisée en minimisant deux critères : le coût de la mission ainsi que la durée nécessaire pour traiter tous les débris. La navette se déplace d'une orbite à une autre, traite les débris un par un puis retourne à son orbite initiale. Etant donné que le transfert entre deux orbites de débris peut être effectué de multiples façons, chacune correspondant à un compromis possible entre la durée et le coût de transfert, et que ces coûts et durées dépendent des moments de départ et d'arrivée sur les orbites, l'ensemble des solutions réalisables est défini sur un multigraphe dynamique orienté. Un tour dans un tel graphe définit un scénario de mission possible. Il s'agit de trouver l'ensemble des tours non dominés dans un tel multigraphe. Ceci revient à résoudre un problème de voyageur de commerce biobjectif et dépendant du temps. Nous avons développé un algorithme basé sur la technique de séparation et évaluation pour restituer l'ensemble de ces tours. L'optimisation de l'algorithme est faite sur deux niveaux : - On limite le nombre des transferts possibles entre deux orbites en évitant de calculer le coût pour les transferts qui s'avéreraient dominés. - Des règles de dominance sont utilisées pour couper certaines branches de l'arborescence de recherche qui ne mèneront pas à des solutions efficaces. Des résultats expérimentaux illustrent l'efficacité de la procédure.

Quotidiennement, des objets orbitant à proximité de la Terre (ou géocroiseurs) impactent cette dernière. Si pour la grande majorité de ces objets, de petites tailles, les conséquences au sol sont nulles (ablation totale lors de l'entrée) ou minimes, cependant lorsque la dimension de l'objet atteint une taille critique (autour de 50m de diamètre), celles-ci peuvent devenir dramatiques. De plus, ceux-ci ont une occurrence d'impact séculaire, donc à l'échelle d'une vie humaine. L'entrée d'un tel objet met en œuvre un nombre important de phénomènes, dont certains sont peu ou pas connus de manière quantifiable et déterministe : AéroThermoDynamique (ATD) de l'écoulement, rayonnement de la couche de choc, ablation de l'objet, fragmentation, vol en formation. De plus la grande variété de conditions d'entrée étudiées (en termes de vitesses d'entrée, de dimensions, de formes, de masses, de compositions physico-chimiques) nécessite une étude paramétrique. Notre thèse est que la phase de rentrée atmosphérique et les phénomènes s'y déroulant, jouent un rôle fondamental dans la prévision des risques d'impact au sol. Ainsi, nous avons quantifié de manière précise ces phénomènes afin d'en établir leurs conséquences pendant la traversée atmosphérique de l'objet puis au sol : nombre et tailles des fragments, empreinte au sol, vitesse(s) d'impact(s), masse(s) finales(s) et énergie cinétique finales avant impact. Une étude préliminaire a permis de faire une étude bibliographique sur le sujet et de mener des simulations ATD de l'écoulement pour différents rayons, vitesses, altitudes et modélisations physico-chimiques. Il est apparu que l'écoulement post-choc était en équilibre thermochimique et rayonnait de façon très importante. De ce fait, des calculs de rayonnement au niveau de la ligne d'arrêt pour différents rayons de nez, vitesses et altitudes ont été effectués, afin de développer une loi analytique permettant d'estimer correctement le flux radiatif de la couche de choc vers la paroi. Cette étude a mis en défaut la représentativité des formules analytiques pré-existantes pour les dimensions et vitesses considérées ici. Du fait des fortes contraintes thermiques auxquels est soumis un géocroiseur au cours de l'entrée, celui-ci perd de la masse par ablation. Deux modélisations (monodimensionnelle et tridimensionnelle) de ce phénomène ont été réalisées, afin d'en évaluer l'incidence en termes de pertes de masses et changements de forme, et donc les conséquences sur la dynamique de vol de l'objet. Une attention particulière a également été portée au phénomène de fragmentation, de l'initiation de la rupture du fait des contraintes mécaniques à la génération de fragments et à leur dynamique d'évolution ou "vol en formation", et l'influence de ce phénomène sur la dynamique de vol. Cette étude a montré l'importance de ce phénomène sur la prévision d'impact au sol, en particulier sur le nombre de fragments impactant et leur énergie cinétique d'impact. De plus, les interactions entre fragments réduisent la dispersion (ou empreinte) au sol. Enfin des simulations de trajectoires monodimensionnelles et tridimensionnelles avec prise en compte des phénomènes d'ablation et fragmentation ont été effectuées sur trois exemples remarquables d'entrée. Elles ont permis de mettre en évidence l'importance des paramètres d'entrée, en particulier la vitesse et l'incidence, dans l'estimation de l'impact au sol. Elles ont également mis en évidence l'influence généralement protectrice de l'atmosphère dans l'estimation de l'impact au sol, en particulier du fait du phénomène de fragmentation, et dans une moindre mesure d'ablation.

Dans cette thèse, les problématiques de la modélisation et du contrôle robuste de l'attitude des grandes structures spatiales flexibles sont considérées. Afin de satisfaire les performances de pointage requises dans les scénarios des futures missions spatiales, nous proposons d'optimiser directement une loi de commande d'ordre réduit sur un modèle de validation d'ordre élevé et des critères qui exploitent directement la structure du modèle. Ainsi, les travaux de cette thèse sont naturellement divisés en deux parties : une partie relative à l'obtention d'un modèle dynamique judicieusement structuré du véhicule spatial qui servira à l'étape de synthèse ; une seconde partie concernant l'obtention de la loi de commande. Ces travaux sont illustrés sur l'exemple académique du système masses-ressort, qui est la représentation la plus simple d'un système flexible à un degré de liberté. En complément, un cas d'étude sur un satellite géostationnaire est traité pour valider les approches sur un exemple plus réaliste d'une problématique industrielle.