The number of electronic devices, equipped with a wireless interface has exploded over the last decades. Unfortunately, their usage is often restricted to the connection to a wired infrastructure, even for local communications. That is quite surprising as the research area of infrastructureless, or ad hoc, networks has flourished for years. The literature on ad hoc networks is very rich, but their usage almost inexistent. Potential users have plenty of solutions at hand, but do not exploit them. Even if ad hoc networks allow us to get rid of the infrastructure, they still require an implicit agreement on the solution to use. Nevertheless, it is very dicult to pick in the rich panel of protocols the best one, that would fit any ad hoc user in any ad hoc network. As an example, it has been demonstrated, for the routing, that each protocol has definite advantages and disadvantages, in every different scenario, and is well suited for certain situations. Yet, a salient feature of ad hoc networks is precisely that the panel of situations is very large. The ad hoc network conditions are influenced by the number of ad hoc users, their relative positions, their capabilities, their mobility pattern, the applications they use, the traffic load and type, and so forth. Moreover, the users may themselves be heterogeneous, with different hardware and software capabilities, mobile behaviour and communication needs. Hence, there is a particular need in ad hoc networking for flexible techniques. We contribute to this problem by studying the feasibility of overlay routing and giving some hints in that direction. We explain how the overlay members can avoid the expensive process of building an overlay topology, before using their customised routing application. The rationale exploits the broadcast nature of ad hoc networks, and is qualified as a Reactive Overlay Approach. We also detail an elementary reactive overlay routing application and test it, by simulations, in a variety of conditions, including the network and overlay densities. This performance study shows the feasibility and the efficiency of overlay routing applications developed according to the Reactive Overlay Approach. It also evidences the impact of using an appropriate value for the neighbourhood range, defined as the maximum number of hops between two overlay neighbours. Hence, we detail the critical neighbourhood range (CNR) problem, which, in short, consists in determining the minimum neighbourhood range value that generates a connected overlay. We solve it in the asymptotic case, i.e. when the number of nodes in the underlay or the size of the field tends to infinity. The mathematical results are interesting in the sense that they can be useful for a better understanding of the interaction between various typical characteristics of a connected overlay topology on an ad hoc network. However, the theoretical, asymptotic, CNR is not adequate in practice. We thus also explore heuristics for estimating the CNR. We present a simple protocol which estimates an appropriate neighbourhood range for overlay routing applications. For the purpose of its evaluation, we define general performance criteria based on overlay flooding. Namely, these are the delivery percentage, bandwidth consumption and time duration of flooding on the overlay. The main drawback of the Reactive Overlay Approach is the amount of bandwidth consumed during the flooding of overlay route requests. Hence, we also consider the Proactive Overlay Approach, which consists in building the overlay topology before the emission of any overlay broadcast message, and maintaining it. We compare the quality of various overlay topologies in the static case. We finally describe and evaluate the Overlay Topology Control (OTC) protocol, that maintains, in a mobile context, the overlay topology as close as possible to the overlay topology evaluated as the best. The main objection that would arise against overlay routing on ad hoc networks is that the ad hoc nodes do generally own poor resources and that overlay routing consumes them even more than native routing. The feasibility study we conducted with the reactive approach and the evaluation of OTC, designed in the context of the proactive overlay approach, confirm that the consumption of resources must be handled carefully. Nevertheless, they show that this problem is not insurmountable.

La nécessité de rénover les réseaux d’assainissement des grandes villes et les besoins de construire de nouvelles structures conduisent les gestionnaires de réseaux d’assainissement et les fabricants de canalisation à rechercher des solutions pour obtenir des installations d’assainissement durables. Parmi les détériorations rencontrées dans ces structures, 9% peuvent être attribués à la biodétérioration des matériaux cimentaires. Cette étude a deux objectifs principaux. Le premier est de développer un essai accéléré reproductible en laboratoire et qui donne des résultats proches de ceux obtenus sur site. Le second est d’étudier la biodétérioration des matériaux cimentaires pour mieux comprendre les mécanismes et plus spécifiquement la différence de comportement entre les matériaux à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) et de ciment Portland ordinaire (OPC). Dans ce cadre, différentes formulations cimentaires ont été exposées in situ afin de déterminer les paramètres influant sur la biodétérioration. En parallèle, des expériences en laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre chaque étape du mécanisme de biodétérioration. Les résultats des expositions sur site montrent que les matériaux à base de CAC ont une durabilité plus importante que les autres formulations cimentaires. Les études réalisées en laboratoire permettent d’attribuer ces meilleures performances à la teneur en aluminium qui inhibe la croissance des microorganismes tout en protégeant la matrice grâce à la précipitation d’une couche d’alumine hydratée dans la porosité et à la surface de ces matériaux et qui maintient le pH à 3,5-4. La chimie de surface a également un rôle important en favorisant ou non l’oxydation abiotique de l’H2S. Les résultats des expositions sur site et des différents essais de laboratoire ont été utilisés pour développer un essai accéléré donnant des résultats prometteurs.

Détection d’hétérogénéités linéaires dans les textures directionnelles – application à la détection de failles en sismique de réflexion: les méthodes développées concernent la classe particulière de textures directionnelles. Dans un premier chapitre, nous rappelons la notion de texture, le concept de contour et le contexte applicatif concernant l’imagerie sismique. Le deuxième chapitre a pour objet l’analyse des différentes contributions que l’on peut trouver dans la littérature concernant la détection de contours dans le contexte des images texturées: les approches qui relèvent du domaine de la géophysique et les méthodes proposées par la communauté des traiteurs d’image pour la détection de contours. Le troisième chapitre regroupe nos propositions: une approche basée sur une un critère géométrique, une variante récursive robuste et une extension alliant mesure 2D et diffusion 3D. Ces propositions sont validées par une analyse quantitative par rapport aux méthodes existantes. / Linear disparity detection in directional textures – application to fault detection in seismic images: the developed approaches deal with the particular family of directional textures. In the first chapter the notion of texture and the concept of contour are introduced. Also, a detailed presentation of the application concerning seismic imagery is presented in the first chapter. The object of the second chapter is the analysis of the different contributions concerning edge and contour detection in textured images found in the literature: the approaches used in the field of geophysics and the approaches proposed by the image processing community. The third chapter regroups our contributions: a geometric criterion based approach, a recursive robust extension of the geometric approach and a 3D recursive robust extension combining a 2D measure and a 3D diffusion technique. Apart the qualitative comparisons, these contributions are validated by a quantitative analysis in comparison with the existing methods.

L'objectif de cette thèse est de fournir une approche globale permettant de déterminer les stratégies de gestion optimales d'un réseau d'ouvrages. La démarche proposée est d'équilibrer les coûts liés à l'offre de l'infrastructure de transport avec les coûts liés à la demande de transport. Le coût de l'offre du réseau d'ouvrage d'art représente le coût des diverses actions de maintenance nécessaires pour obtenir un niveau de service des ouvrages adéquat. Le coût de la demande de transport représente le coût supporté par les usagers du fait de possibles pertes de niveaux de service. La performance des ouvrages est caractérisée à l'aide de deux approches probabilistes, une paramétrique basée sur la théorie de la fiabilité, et une non paramétrique basée sur un indice d'état qui donne une information sur l'état global de l'ouvrage. La méthodologie est proposée dans un premier temps lorsque les deux informations sont accessibles puis lorsque la seule information sur les ouvrages est l'indice d'état. La quantification de la demande de transport est effectuée en affectant le trafic sur le réseau de transport suivant les différentes configurations de l'état des ouvrages, puis en calculant la différence de coût pour chacune de ces configurations par rapport à une situation dite de référence où tous les ouvrages ont un niveau de service idéal. La détermination des stratégies de gestion optimales est effectuée à l'aide d'un algorithme génétique de manière à trouver d'une part les instants optimaux d'intervention et d'autre part les actions de maintenance optimales. Deux procédures sont proposées, une où la somme des coûts des usages et des coûts du gestionnaire est minimisée, une autre où ces deux coûts sont minimisé de manière séparée, un meilleur compromis étant recherché. La méthodologie proposée permet de déterminer les calendriers de maintenance optimaux d'un réseau d'ouvrages d'art pour un horizon donné, de répondre aux questions « quand » et « comment » intervenir, pour disposer d'un fonctionnement du réseau de transport le meilleur possible tout en ajustant les coûts d'intervention.

LOTOS (Language Of Temporal Ordering Specification) est un langage <br />de description de systemes paralleles communicants, normalise par l'ISO et le <br />CCITT afin de permettre la definition formelle des protocoles et des services<br />de telecommunications. Le langage utilise des types abstraits algebriques pour<br />specifier les donnees et un calcul de processus proche de CSP et CCS pour<br />exprimer le controle. <br /><br /> Cette these propose une technique de compilation permettant de traduire <br />un sous-ensemble significatif de LOTOS vers un modele reseau de Petri<br />interprete (pouvant servir a produire du code executable) puis vers un<br />modele automate d'etats finis (permettant la verification formelle de programmes<br />LOTOS soit par reduction ou comparaison modulo des relations d'equivalence, soit<br />par evaluation de formules de logiques temporelles).<br /><br /> La methode employee differe des approches usuelles basees sur la<br />reecriture de termes, qui construisent directement le graphe d'etats<br />correspondant a un programme LOTOS. <br /> Ici au contraire la traduction est effectuee en trois etapes successives<br />(expansion, generation et simulation) s'appuyant sur des modeles semantiques<br />intermediaires (le langage SUBLOTOS et le modele reseau). Elle met en oeuvre<br />une analyse statique globale du comportement des programmes.<br /> Elle prend en compte les donnees, celles-ci devant etre compilees<br />au moyen dalgorithmes deja existants.<br /><br /> Ces principes de compilation ont ete entierement implementes dans<br />le logiciel CAESAR. Les performances obtenues confirment l'interet de la methode.

Les réseaux d'assainissement en Angleterre, aux Etats Unis et en France connaissent aujourd'hui une situation de dégradation. Les manifestations<br />de cette situation, variant selon les pays, apparaissent à travers le mauvais état des équipements, leurs faibles performance et efficacité.<br />Mais le problème de la dégradation va au-delà de ces manifestations de nature physique. Il réside dans le fait que les capacités réelles des équipements ne s'avèrent plus compatibles avec les exigences de qualité et les objectifs du service. Ce phénomène traduit l'apparition de nouvelles dynamiques dans le secteur qui affectent le rôle des réseaux et les<br />principes de l'assainissement mettant ainsi en cause les anciennes organisations du système d'assainissement. Il révèle l'inadaptation des pratiques d'entretien et de comportements d'usage des équipements aux nouvelles exigences et finalités du service.<br />La réhabilitation des réseaux est une des réponses apportées aux situations de dégradation. Elle conduit à la modification de la structure physique et du comportement des équipements qui deviennent composites et plus complexes. Cette transformation des réseaux se répercute également sur l'organisation du système d'assainissement. Elle représente un mode d'adaptation du système aux évolutions de son environnement.

Ce travail s'intéresse au calcul de la masse des baryons à partir de la théorie décrivant l'interaction forte : la chromodynamique quantique (QCD). Cette théorie régit l'interaction entre les quarks et l es gluons et a pu durant ces dernières décennies être vérifiée à haute énergie grâce à l'une de ses propriétés : la liberté asymptoti que. Celle-ci prédit que les calculs perturbatifs sont valides à haute énergie car la constante de couplage tend vers zéro. Les quantités physiques régissant la physique à basse énergie nécessitent quant à elles un traitement non pertubatif et font l'objet de ce travail. La seule approche con nue permettant de calculer ces observables en contrôlant tous les effets systématiques est la QCD sur réseau. Le C hapitre 1 est une introduction au formalisme de la QCD et à sa formulation discrétisée. Le second chapitre est dédié à la discréti sation particulière utilisée au sein de la collaboration Europan Twisted Mass (ETM). Le Chapitre 3 met en place la technologie nécessaire au calcul des masses des hadrons. L'estimation des intégrales fonctionnelles en utilisant le calcul massi vement parallèle sur des Super Calculateurs est décrite dans le Chapitre 4. La production de configurations de jauge sur ce type d'architecture constitue une part importante du travail effectué durant cette thèse. Le Chapitre 5 est dédié à la formulation des théories effectives dites de pertubations chirales. Les Chapitres 6 et 7 sont consacrés aux baryons légers et étranges. Les eff ets systématiques ainsi que les extrapolations chirales sont largement discutés.

Nous avons étudié la dynamique des sauts quantiques de phase (quantum phase-slips) dans différents types de chaînes de jonctions Josephson. Les sauts de phase sont contrôlés par le rapport entre l'énergie Josephson et l'énergie de charge de chaque jonction. Nous avons mesuré l'effet des sauts de phase sur l'état fondamental de la chaîne et nous avons observé l'interférence quantique de sauts de phase (effet Aharonov-Casher). Les résultats de nos mesures sont en très bon accord avec les prédictions théoriques. Nous avons montré qu'une chaîne de jonctions Josephson polarisée en phase, présente un comportement collectif, similaire à un objet macroscopique. Les résultats de cette thèse ouvrent la voie pour la conception de nouveaux circuits Josephson, comme par exemple un qubit topologiquement protégé ou un dispositif quantique pour la conversion courant-fréquence.

La téléopération en réseau est une thématique émergente, où un humain (le maître) communique avec un esclave commandé à distance à travers un réseau de communication, pour l'échange des données de commande et de mesure. Pour la téléopération longue distance, ces informations traversent divers réseaux hétérogènes ou hybrides interconnectés ensemble. Nous traitons également le cas où un segment sera sans fil, ce qui permet d'envisager que l'esclave soit mobile (véhicule télé-opéré par exemple). Une étude indépendante des aspects commande et des aspects réseau entraîne l'atteinte d'objectifs locaux, qui peuvent le cas échéant être ensuite fortement dégradés après l'intégration des deux aspects. L'utilisation de réseaux partagés, comme internet, en lieu et place d'une liaison dédiée (point à point, liaison virtuelle) est également un défi, en particulier dans le cas de la longue distance. Les mécanismes de qualité de service (QdS) d'un réseau, en particulier du réseau hétérogène, doivent pouvoir être traités par les autres réseaux ; ces points sont assez souvent traités avec un point de vue d'applications multimedia, plus rarement avec le point de vue de la téléopération critique. L'approche de téléopération en réseau peut profiter de ces mécanismes de qualité de service en utilisant des priorités ou des réservations de bandes passantes en fonction des critères de commande et de transparence. Cela peut entraîner une adaptation des ressources réseau en fonction des besoins des objectifs de téléopération afin de transporter l'information en satisfaisant les besoins bout en bout de l'application, cette notion devant être précisée. Lorsqu'on considère la QdS avec un point de vue réseau, elle consiste principalement à la gestion de flux de communication, en prenant en compte des paramètres de besoin et d'ordonnancement. Si l'on prend en compte le point de vue de la téléopération, la QdS entraîne des conséquences sur la qualité de commande (QdC) ce qui inclut la stabilité, la transparence et la téléprésence. De plus, l'interface humaine peut également avoir des besoins spécifiques en termes de téléprésence, ce qui peut entraîner des conséquences sur la répartition de la charge du réseau. Afin d'intégrer les deux approches de QdS et de QdC pour apporter une meilleure réponse au problème posé, nous proposons une approche de coconception avec d'une part une adaptation de la QdS aux besoins de la Qdc (qualité de la transparence) et d'autre part une adaptation de la Qdc (par exemple dégradation de la qualité du flux vidéo) à la disponibilité du réseau. Nous avons considéré deux cas de figures. Dans un premier temps, sans tenir compte des mécanismes de QdS du réseau (approche dite du meilleur effort ou best effort) et par l'adaptation au mieux de l'application, pour répondre aux besoins de la téléopération. La seconde approche considère un réseau orienté QdS entre le maître et l'esclave, où différentes priorités peuvent être attribuées aux flux nécessaires à la téléopération, en fonction des contextes. L'approche proposée est finalement mise en oeuvre sur NeCS-Car, la voiture téléopérée disponible au Laboratoire.

Les EIAH sont souvent spécialisés à un domaine bien précis. Cela leur permet d'offrir des modélisations fines du domaine et de l'apprenant. L'analyse alors pro- duite à partir des traces est didactiquement très fine et spécifique au domaine en question. Elle permet de guider l'apprenant en cas de difficulté et de lui proposer des activités de soutien. Cependant cette analyse est étroitement liée aux domaines didactiques, et différente d'un domaine à un autre. Dans la diversité des domaines enseignés, comment proposer un modèle tenant compte de cette multitude et per- mettant une analyse de l'activité de l'élève et son guidage ? Nous proposons une analyse de l'activité de l'élève hors du champ didactique pour un guidage que nous nommons macroscopique, par opposition à une analyse didactique fine. Le guidage proposé est paramétré selon le domaine afin d'être transposable. Notre approche s'appuie sur les réseaux notionnels, les étayages pédagogiques, les traces d'objets et l'inférence sur celles-ci. Leur utilisation conjointe permet la description du domaine, la modélisation de l'apprenant et son pilotage par l'EIAH. Nous présentons cette approche implantée dan ıSTOA