Les eaux souterraines constituent 95% de l'eau douce accessible sur le globe. Les rapports de ``UNEP'' prédisent qu'en année 2020, 75% de la population mondiale vivra dans des zones côtières. Ces deux informations nous montrent l'importance des aquifères côtiers qui sont aujourd'hui surexploités. Cette surexploitation conduit à l'aggravation du phénomène naturel de l'intrusion saline. Sa modélisation est nécessaire pour évaluer et prédire l'étendue des zones impactées. Ce travail concerne la modélisation de l'intrusion saline dans l'aquifère de Tripoli-Liban. Cette ville est sur la mer Méditerranée et dans laquelle habite un huitième de la population libanaise (600,000). Dans cette étude, un modèle mathématique de l'intrusion saline dans l'aquifère de Tripoli est développé, en se basant sur l'implémentation de l'approche de l'interface abrupte dans ``Freefem++''. Ce modèle fournit principalement la profondeur de l'interface eau douce/eau salée. Les limites du modèle sont exposées et le modèle est validé avec la solution analytique, avec le code de calcul BFSWIM et avec les mesures de terrain où l'erreur quadratique moyenne varie entre 0.1 et 2m. La zone d'étude souffre d'un manque de données nécessaires pour élaborer la modélisation. Pour surmonter ce problème, nous avons eu recours aux mesures piézométriques effectuées par l'``UNDP'' dans des dizaines des puits de pompage dans la zone d'étude. Ces mesures sont utilisées dans un premier temps pour calibrer le flux d'eau douce entrant dans le domaine, puis pour valider le modèle expérimentalement. En plus, des compteurs volumétriques installés dans 38 puits de pompage ont montré que les habitants à Tripoli consomment la double quantité d'eau recommandée par le ministère des ressources en eau au Liban. Quatre scénarios de pompage basés sur le taux de croissance démographique, donné par le ministère des affaires sociales ont été étudiés. La hauteur de l'interface eau douce/eau salée associée à chaque scénario est calculée et comparée avec sa hauteur actuelle. Les résultats montrent que, avec la quantité d'eau pompée actuellement (250 litres par habitant par jour), la zone de pompage sera salinisée dans 20 ans, tandis que le respect des limites proposées par le ministère des ressources en eau (120 litres par habitant par jour) peut protéger l'aquifère à court terme. L'étude de scénario de croissance démographique est ensuite mise dans le contexte de changement climatique prédit dans le rapport du ``GIEC 2014'' pour la zone d'étude. Les évolutions pour les 25 prochaines années et pour trois phénomènes sont ainsi considérées: l'élévation du niveau de la mer, la variation du flux entrant d'eau douce et la variation du taux d'extraction d'eau douce de l'aquifère. La variation du flux entrant est imputée à la variation des régimes de précipitation dans les futures années. La variation de la couverture neigeuse est utilisée comme estimateur indirect pour la calibration du modèle. Le critère d'évaluation choisi est la position de la ligne de niveau 100m de l'interface eau douce/eau salée correspondant à la profondeur maximale des puits de pompage. L'étude montre que cette ligne avancera de 140m dans les 25 prochaines années. Les résultats montrent que l'impact de l'élévation du niveau de la mer (<1%) est très petit en comparaison avec celui de la variation de recharge (45%) et celui du taux d'extraction (54%). / The ground water resources represent 95% of the fresh water available in the world. ``UNEP'' reports predict that, 75% of people will live in coastal cities in 2020. These two informations show that coastal aquifers are essential in the elaboration of a water management strategy. Nowadays, coastal aquifers are subject to an over-exploitation that is leading to the aggravation of seawater intrusion phenomenon. Thus seawater intrusion modelling is necessary to assess and forecast the salinization of coastal aquifers. This work concerns the seawater intrusion modelling in Tripoli aquifer, Lebanon. Tripoli city lies on the Mediterranean coast and is home to one eighth of the Lebanese population (600,000). In this study, a mathematical model of sea water intrusion in Tripoli aquifer has been developed, based on the implementation of the sharp interface approximation in ``Freefem++''. This model provides primarily the depth of the freshwater/saltwater interface. The limitations of the model are exposed and the model is validated against analytic solution, against the numerical code ``BFSWIM'' and against terrain measurements where the root mean square error varies between 0.1 and 2m. The study zone suffers from scarceness of data necessary to elaborate the model. To overcome this problem, we use the piezometric measurements performed by the ``UNDP'' in tens of private wells in the studied zone. At first, we use these measurements to calibrate the flux of freshwater entering in the domain, then to validate experimentally the model. In addition, volumetric meters that have installed in $38$ buildings showed that water consumption through well extraction exceeds the recommendation of the Lebanese ministry of Energy and Water, which is 120 liters per capita per day. Four scenarios of pump basing on demographic growth rate given by the ministry of social affairs have been studied. Seawater intrusion height associated to each scenario has been calculated, then compared with its actual height. The results show that with this pumping rate (250 liters per capita per day), the pumping zone will be salinized within 20 years, while the respect of limitation proposed by the ministry of water resources and Energy can protect the aquifer for short time. This study of demographic growth scenario is then combined with the context of climate change predicted by ``IPCC2014'' and research studies in the region. Assessment of seawater intrusion for the 25 next years has been done, based on the following three phenomena: sea water rise, variation of fresh water flux entering in the domain and variation of freshwater extraction rate from the wells in the aquifer. The variation of snow cover is used as an indirect estimator to calibrate the model. The isocline 100m of saltwater/freshwater interface, which represents the maximal depth of pumping well, has been chosen as a criterion of evolution. Our study shows that this line will move forward about 140 m in the next 25 years leading to the salinization of the aquifer at the position of the pumping wells. The contribution of each parameter is assessed. We estimate that the sea water rise will contribute to less than 1% of this advance while the rate of recharge decrease and the rate of freshwater extraction increase contribute to 45% and 54% respectively of the isocline advance.

Les réseaux véhicules (VANET) permettent d’offrir des solutions efficaces et rentables pour diverses applications telles que celles liées à : la sécurité routière, la gestion du trafic routier et les applications multimédia en utilisant les communications sans fil multi-sauts entre les véhicules communicants. Cependant, la mise en place et le maintien de liens multi-sauts fiables dans les environnements VANET posent de réels défis principalement à cause des changements rapides de topologie et des déconnexions fréquentes des liens, ce qui conduit à l'échec et l'inefficacité des protocoles de routage ad hoc traditionnels. Cette thèse propose une nouvelle famille de protocoles de routage (nommés AQRV, AQRV-1 et AQRV-2) adaptés aux caractéristiques intrinsèques des réseaux VANET. Basés sur l’estimation de la qualité de service en temps réel des segments de route (à savoir la probabilité de connectivité, le taux de perte de paquets et le délai), ces trois protocoles de routage reposent sur la sélection dynamique aux intersections du meilleur prochain segment de route pour un routage de bout-en-bout affichant la meilleure QoS (Quality of Service). Cette propriété de sélection opportuniste confère aux protocoles AQRV une bonne adaptation aux scénarios urbains à grande échelle tout en répondant aux contraintes QoS d'un grand nombre d'applications. Afin d'explorer la meilleure route en termes de QoS, la question du routage est vue comme un problème d'optimisation pour lequel un algorithme basé sur l’approche de colonie de fourmis ACO (Ant Colony Optimization) est employé. Par ailleurs, afin de réduire le temps d’exploration des routes et diminuer la charge du trafic de signalisation sur le réseau, une méthode opportuniste est proposée pour explorer efficacement le réseau et rechercher les meilleurs chemins disponibles en termes de QoS locale et globale. En outre, en exploitant des informations sur le trafic, telles que la densité véhiculaire, la vitesse des véhicules et de la longueur des segments de routes, des modèles théoriques sont élaborés pour estimer la qualité de service en temps réel pour deux scénarios distincts : des segments de routes à 1 et à 2 voies. Ces modèles offrent deux principaux avantages: des estimations précises de la qualité des segments de routes et un gain en charge de trafic de signalisation par rapport à la méthode d'estimation traditionnelle reposant sur l’envoi périodique de paquets de signalisation dédiés. Par ailleurs, le concept de TI (Terminal Intersection) est introduit pour mutualiser les routes entre intersections et éviter un routage basé sur nœuds communicants. Ainsi, les différentes paires de communication partagent les informations les plus à jour sur les meilleures routes, ce qui est bénéfique à la réduction de la charge de signalisation et au délai d’établissement des routes. Enfin, pour réduire davantage le trafic de signalisation et diminuer ainsi la congestion du réseau, la technique de transmission à un saut est améliorée, dans le protocole AQRV-2, grâce au concept d'élection distribuée du relayeur qui permet d’éviter la découverte du voisinage par échanges périodiques de paquets Hello. Les performances des protocoles proposés et la pertinence des modèles mathématiques de QoS dérivés ont été évaluées par des séries de simulations implémentant des scénarios réalistes. Une analyse approfondie a permis de montrer la meilleure performance des protocoles de routage développés en termes de signalisation, de délai et de taux de remise de paquets en comparaison aux protocoles de routage de référence. L’étude a également montré l’effet des différents paramètres protocolaires sur les performances globales. / Vehicular ad hoc networks (VANETs) are able to supply scalable and cost-effective solutions for various applications such as road safety, traffic efficiency and entertainments through multi-hop vehicle-to-vehicle wireless communications. However, developing multi-hop communications in VANET environments is a very challenging problem due to the rapid topology changes and frequent network disconnections, which lead to routing failure or inefficiency in traditional mobile ad hoc routing protocols. This dissertation proposes a novel class of routing protocols (AQRV, AQRV-1 and AQRV-2), which can account for specific characteristics of VANETs. Based on real-time QoS of road segment (namely connectivity probability, packet delivery ratio and delay), these three routing protocols rely on dynamic intersection-based best QoS route selection to cope with the scalability challenge in large-scale urban scenarios and meet varying requirements of a large number of applications. In order to explore the best QoS routing path, we regard the corresponding routing issue as an optimization problem, and propose an ACO-based (Ant Colony Optimization) algorithm to solve it. Besides, to reduce routing exploration time and decrease network overhead, an opportunistic method is proposed to explore the network and search available routing paths in terms of local/global QoS. In addition, by taking benefit from traffic information, such as vehicle density, vehicle speed and road length, we design mathematical models to estimate real-time QoS for 1-lane and 2-lane road scenarios. The main advantages of these models are twofold: provide accurate estimations of road segments’ QoS metrics and decrease the overhead compared with the estimation method by forwarding periodic packets. Furthermore, a TI-based (Terminal Intersection) concept is proposed to make a group of communication pairs share the same back-bone best route, which is beneficial to update latest routing information, decrease overhead and reduce transmission delay. Upon best route identification, data packets forwarding process is initiated including a dynamic road segment selection at intersections based on the updated global QoS, and a simple greedy carry-and-forward scheme to relay data packets between two neighboring intersections. Finally, to further reduce signaling overhead and alleviate network congestion, the one-hop geographical forwarding is improved using a distributed receiver-based election concept and utilized in AQRV-2 routing protocol to avoid periodic Hello packets exchanges. Extensive simulations are implemented to prove the effectiveness of the proposed protocols and the accuracy of the derived mathematical QoS models. A thorough analysis showed the better performance of our routing protocols in terms of overhead, delay and packet delivery ratio compared with reference routing protocols, and investigated the effects of related influencing factors.

Les scénarios d’usages du sol facilitent la planification des territoires agricoles en considérant l’évolution de la distribution spatiale des systèmes de culture. Dans la perspective de construire et d’évaluer des scénarios avec les porteurs d’enjeu d’un territoire, cette thèse propose une méthode qui permet de préciser une distribution de systèmes de culture, exprimée par un discours, afin de l’évaluer à l’aide d’un modèle calculatoire. J’ai développé la méthode pour traiter des questions relatives à la gestion spatiale et quantitative de l’eau dans le système Neste. Il a été nécessaire d’identifier une distribution de systèmes de culture de référence, puis de développer une interface permettant à l’utilisateur de caractériser une distribution alternative des systèmes de culture à partir de la distribution de référence. Un modèle biodécisionnel spatialisé permet ensuite d’évaluer l’impact de cette distribution alternative de systèmes de culture sur la demande en eau d’irrigation du territoire. / Agricultural land use scenarios allow to consider the evolution of cropping systems spatial distribution. They thus facilitate agricultural land use planning. In order to be able to build and evaluate scenarios with stakeholders, this thesis proposes a method for describing quantitatively a distribution of cropping systems expressed narratively in order to evaluate it by model in a scenario approach. I developed the method in order to deal with spatial and quantitative water management questions in the Neste system. It has been necessary to identify a reference cropping systems distribution and to develop an interface to describe an alternative distribution of cropping systems from the reference one. A spatialised biodecisional model is then used for assessing the impact of this alternative distribution on the irrigation water demand of the study area.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des recherches pluridisciplinaires sur les Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH) et vise plus particulièrement l'ingénierie des EIAH. Elle concerne plus précisément l'activité de conception de scénarios pédagogiques par des enseignants. Les constats motivant ce travail sont (1) la nécessité grandissante pour les enseignants de formaliser les scénarios décrivant les situations informatisées d'apprentissage, (2) la non-adéquation des langages de modélisation pédagogique (EML) à ce public de concepteurs, (3) le faible niveau de réutilisation des scénarios disponibles dans les banques de scénarios. La thèse vise donc à fournir aux enseignants-concepteurs de l'enseignement secondaire, des modèles, méthodes et outils pour la conception, l'adaptation, la réutilisation de scénarios et leur partage entre concepteurs. A cet effet, cette recherche s'appuie sur les travaux menés en ingénierie des systèmes d'information et notamment en ingénierie des besoins dirigée par les buts, sur les recherches en ingénierie des EIAH, et sur les travaux menés en Sciences de l'Education. Cette recherche met en œuvre une approche centrée sur les utilisateurs s'appuyant sur différentes études sur le terrain ainsi qu'une approche de co-conception avec les praticiens. Ces approches ont conduit à proposer le modèle ISiS de description de scénarios pédagogiques et l'environnement-auteur associé ScenEdit. Le modèle ISiS explicite les dimensions intentionnelles, stratégiques, tactiques et opérationnelles du processus de conception des scénarios pédagogiques. Ce modèle s'appuie sur le vocabulaire et les processus métiers d'une communauté d'enseignants, et se positionne en amont des langages de modélisation pédagogique dont il complète la description de scénarios. L'environnement ScenEdit réalisé permet aux praticiens d'expliciter les différentes dimensions associées au modèle ISiS et de rendre ainsi les scénarios produits plus facilement compréhensibles, adaptables et réutilisables par d'autres enseignants. Pour faciliter la conception par réutilisation et adaptation, l'environnement intègre, aux différents niveaux du modèle, divers patrons et gabarits issus de la littérature et/ou co-conçus avec les praticiens. Le modèle et l'environnement ont été expérimentés auprès de différents publics de praticiens et évalués notamment d'un point de vue utilité et utilisabilité. L'évaluation finale par un groupe de trois enseignants novices en scénarisation a permis d'établir l'utilité et l'utilisabilité du modèle ISiS et de l'environnement de conception ScenEdit. Les conclusions de ce travail ouvrent de nombreuses perspectives de recherche à court à et moyen terme.

La présente thèse s'intéresse aux modèles d'allocation stratégiques d'actifs et à leurs applications pour la gestion des réserves financières des régimes de retraite par répartition, en particulier ceux partiellement provisionnés. L'étude de l'utilité des réserves pour un système par répartition et a fortiori de leur gestion reste un sujet peu exploré. Les hypothèses classiques sont parfois jugées trop restrictives pour décrire l'évolution complexe des réserves. De nouveaux modèles et de nouveaux résultats sont développés à trois niveaux : la génération de scénarios économiques (GSE), les techniques d'optimisation numérique et le choix de l'allocation stratégique optimale dans un contexte de gestion actif-passif (ALM). Dans le cadre de la génération de scénarios économiques et financiers, certains indicateurs de mesure de performance du GSE ont été étudiés. Par ailleurs, des améliorations par rapport à ce qui se pratique usuellement lors de la construction du GSE ont été apportées, notamment au niveau du choix de la matrice de corrélation entre les variables modélisées. Concernant le calibrage du GSE, un ensemble d'outils permettant l'estimation de ses différents paramètres a été présenté. Cette thèse a également accordé une attention particulière aux techniques numériques de recherche de l'optimum, qui demeurent des questions essentielles pour la mise en place d'un modèle d'allocation. Une réflexion sur un algorithme d'optimisation globale d'une fonction non convexe et bruitée a été développée. L'algorithme permet de moduler facilement, au moyen de deux paramètres, la réitération de tirages dans un voisinage des points solutions découverts, ou à l'inverse l'exploration de la fonction dans des zones encore peu explorées. Nous présentons ensuite des techniques novatrices d'ALM basées sur la programmation stochastique. Leur application a été développée pour le choix de l'allocation stratégique d'actifs des régimes de retraite par répartition partiellement provisionnés. Une nouvelle méthodologie pour la génération de l'arbre des scénarios a été adoptée à ce niveau. Enfin, une étude comparative du modèle d'ALM développé avec celui basé sur la stratégie Fixed-Mix a été effectuée. Différents tests de sensibilité ont été par ailleurs mis en place pour mesurer l'impact du changement de certaines variables clés d'entrée sur les résultats produits par notre modèle d'ALM.

Les automates d'ordres, plus connus sous le nom de Message sequence Charts (MSC), ont connu une énorme popularité depuis les années 1990. Ce succès est à la fois académique et industriel. Les raisons de ce succès sont multiples : le modèle est simple et s'apprend très vite. De plus il possède une puissance d'expression supérieure à celle des automates finis, et pose des problèmes difficiles. L'apparente simplicité des MSCs est en fait trompeuse, et de nombreuses manipulations algorithmiques se révèlent rapidement être des problèmes indécidables. Dans ce document, nous revenons sur 10 années de recherches sur les Message Sequence Charts, et plus généralement sur les langages de scénarios, et tirons quelques conclusions à partir des travaux effectués. Nous revenons sur les propriétés formelles des Message Sequence charts, leur décidabilité, et les sous-classes du langage permettant la décision de tel ou tel problème. L'approche classique pour traiter un problème sur les MSCs est de trouver la plus grande classe possible sur laquelle ce problème est décidable. Un autre challenge est d'augmenter la puissance d'expression des MSCs sans perdre en décidabilité. Nous proposons plusieurs extensions de ce type, permettant la crétion dynamique de processus, ou la définition de protocoles de type "fenêtre glissante". Comme tout modèle formel, les MSCs peuvent difficilement dépasser une taille critique au delà de laquelle un utilisateur ne peut plus vraiment comprendre le diagramme qu'il a sous les yeux. Pour pallier à cette limite, une solution est de travailler sur de plus petits modules comportementaux, puis de les assembler pour obtenir des ensembles de comportements plus grands. Nous étudions plusieurs mécanismes permettant de composer des MSCs, et sur la robustesses des sous-classes de scénarios connues à la composition. La conclusion ce cette partie est assez négative: les scénarios se composent difficilement, et lorsqu'une composition est faisable, peu de propriétés des modèles composés sont préservées. Nous apportons ensuite une contributions à la synthèse automatique de programmes distribués à partir de spécification données sous forme d'automates d'ordres. Cette question répond à un besoin pratique, et permet de situer un role possible des scénarios dans des processus de conception de logiciels distribués. Nous montrons que la synthèse automatique est possible sur un sous ensemble raisonnable des automates d'ordres. Dans une seconde partie de ce document, nous étudions des applications possibles pour les MSCs. Nous regardons entre autres des algorithmes de model-checking, permettant de découvrir des erreurs au moment de la spécification d'un système distribué par des MSCs. La seconde application considérée est le diagnostic, qui permet d'expliciter à l'aide d'un modèle les comportement d'un système réel instrumenté. Enfin, nous regardons l'utilisation des MSCs pour la recherche de failles de sécurité dans un système. Ces deux applications montrent des domaines réalistes d'utilisation des scénarios. Pour finir, nous tirons quelques conclusions sur les scénarios au regard du contenu du document et du travail de ces 10 dernières années. Nous proposons ensuite quelques perspectives de recherche.

Les dernières décennies ont été marquées la surexploitation de nombreux stocks de ressources marines. Po ur limiter ce déclin et restaurer les communautés impactées, l'instauration de mesures de gestion s'est révélée nécessaire. Les Aires Marines Protégées (AMP), initialement développées pour protéger les habitats remarquables et la biodiversité associée, sont de plus en plus utilisées en tant qu'outil de gestion spatialisée des activités de pêche.L'objectif de cette thèse était d'évaluer à l'aide d'indicateurs et de modèles prédictifs (i) l'impact de la mise en place de la Réserve Naturelle des Bouches de Bonifacio (Corse) sur les communautés de poissons et (ii) les bénéfices de ce type de gestion pour l'activité de pêche artisanale locale. Nous avons ensuite développé un modèle et testé (iii) les scénarios de gestion les mieux adaptés au maintien de la ressource de langouste rouge, en déclin dans la réserve, et à son exploitation durable. Les données de captures de la pêche artisanale du sud de la Corse nous ont permis de mettre en évidence l'impact de la pêche plaisancière sur la structure et la biomasse des communautés exploitées. Bien que la forte diminution de l'effort de pêche ait pu contribuer à une augmentation des captures par unité d'effort, l'analyse sous forme de groupes de réponse nous a permis de mettre en évidence une augmentation différenciée des captures de la pêche artisanale en fonction de l'intérêt des espèces pour la chasse au harpon. De plus, nous avons remarqué que la réglementation de la RNBB ne semble pas suffire à la protection d'une espèce emblématique, la langouste rouge. Les indicateurs issus de l'outil de modélisation ISIS-Fish nous ont permis de constater la nécessité d'une restriction plus importante de l'accès à cette ressource dans l'objectif d'une pêche durable. / These last decades have been characterized by a great development of fishing techniques, contributing to the overexploitation of numerous marine fish stocks. In order to limit this collapse and to restore impacted communities, the implementation of management measures was necessary. Marine Protected Areas (MPAs), initially developed to protect remarkable habitats and associated biodiversity, are more and more used as a tool for spatial management of fishing activities, by adult export and/or larvae migrations from protected zones to surrounding fisheries.The aim of this PhD was to evaluate using indicators and predictive models (i) the impact of the Bonifacio Strait Natural Reserve (Corse) implementation on fish communities and (ii) the benefits of such management measures for the local artisanal fishery. We then developed a model and tested (iii) management scenarios for maintaining the spiny lobster resource, en decline in the reserve, into a sustainable exploitation way.Artisanal fishery catch data from south Corsica has permitted to highlight the indirect impact of recreational fishing on exploited fish communities structure and biomass. Whereas a decrease of the fishing effort may contribute to increasing catches per unit effort (CPUE), the analysis using response groups helped us to reveal differentiated increase of the artisanal fishery catches considering the interest of species to spearfishing. Moreover, we noticed than even if the BSNR legislation represents a benefit for many species, it is not sufficient for the emblematic red spiny lobster recover. Indicators issued from the ISIS-Fish model showed that higher restrictions on this resource access are necessary in the objective of sustainable fisheries.

La nécessité de trouver une nouvelle source d'énergie a mené les scientifiques à explorer la voie de la fusion thermonucléaire par confinement magnétique. Cependant la réalisation de tels plasmas de fusion dans les tokamaks actuels pose de nombreux défis tels que les interactions entre le plasma et les parois à l'origine de la création de poussières pouvant être néfastes au bon fonctionnement des futurs réacteurs à fusion. Une bonne connaissance de la quantité de poussières produites, de leur localisation et de leur transport durant la phase plasma est donc d'une importance fondamentale pour l'exploitation d'ITER. Un algorithme, développé et validé par l'expérience, est utilisé pour détecter et suivre les poussières dans ASDEX Upgrade (AUG) durant la phase plasma. Il permet d'analyser automatiquement des vidéos enregistrées par caméras rapides. Une large statistique sur la quantité de poussières micrométriques détectées en fonction du temps cumulé de décharge plasma est réalisée. Les premières analyses effectuées sur les cinq dernières campagnes montrent que la quantité de poussières est significativement faible voire nulle dans la plupart des décharges effectuées dans AUG, excepté pour des conditions spécifiques de décharges correspondant à des phases anormales de fonctionnement (disruptions, ELMs, déplacements du plasma vers les CFPs et absorption inefficace de la puissance de chauffage). Ces observations par caméra rapide et l'analyse via l'algorithme peuvent ainsi permettre, avec l'utilisation d'autres diagnostics plasmas, d'identifier les décharges plasmas à risque, pouvant aider à sélectionner les scénarios de fonctionnement les plus efficaces pour ITER / The necessity to find a new energy source has lead scientists to explore the way of thermonuclear fusion by magnetic confinement considered as one of the most promising possibility. However the production of such plasmas in the current tokamaks lies to several challenges like the interactions between the plasma and the first wall which spark off the creation of a lot of dust in the plasma which could be problematic for the operation of the next fusion reactors. The knowledge of dust production rates, localisation and transport through the vacuum vessel during plasma phases is of primary importance and must be investigated in preparation of ITER. A time and resource efficient algorithm named TRACE, validated thanks to a dedicated laboratory experiment, is used to detect and track dust particles in ASDEX Upgrade during plasma phase. It allows for automatically analyzing videos originating from fast framing cameras. A statistic about micron sized dust detection rate as a function of cumulated discharge duration is made on a large number of discharges (1470). First analyses covering five last campaigns clearly confirm that the amount of dust is significantly low in most of discharges realized in ASDEX Upgrade, excepted for specific conditions corresponding to off-normal plasma phases (disruptions, strong plasma fluctuations including ELMs, plasma displacement toward PFCs and inefficient absorption of heating power). These observations allow to identify the risky plasma discharges and choose the most efficient plasmas scenarios for ITER. It seems to also confirm the applicability of an all tungsten first wall for future fusion reactors as ITER

Afin de limiter les impacts du changement climatique sur la planète, les experts du Groupe Intergouvernemental d’experts sur l’Evolution du Climat (GIEC) préconisent une division par deux des émissions mondiales de gaz à effet de serre à l’horizon 2050. Cet objectif impose une division par quatre (i.e. facteur 4) des émissions de gaz à effet de serre des pays industrialisés comme la France. Le secteur des transports peut-il se plier à cette exigence ?A l’aide du modèle TILT (Transport Issues in the Long Term), centré sur les relations macroéconomiques entre croissance économique, technologies, mobilité et émissions de CO2, cette thèse recherche les conditions à réunir pour que soit atteint, en France, le « facteur 4 ». Si les progrès techniques annoncés par les ingénieurs sont au rendez-vous, nous pouvons atteindre un facteur 2. L’autre moitié du chemin doit donc être réalisée par une modification des comportements des individus et des entreprises. Trois familles de scénarios sont proposées pour en illustrer le contenu de ces évolutions. / In France an objective of dividing greenhouse gas emissions by four, from the 1990 level, by 2050 has been set. Are these ambitions out of our reach? What will the price to pay for this objective be?We have built a long-term backcasting transport demand model (TILT, Transport Issues in the Long Term). This model is centered on defined behavior types -in which the speed-GDP elasticity plays a key role- in order to determine demand estimations. This model lets us understand past tendencies -the coupling between growth and personal and freight mobility and adapt behavioral hypothesis -linked to the evolution of public policies- in order to show how a 75% reduction objective can be attained.The main results are an estimation of CO2 emissions for the transport sector taking into account technical progress and demand. These results are presented as three scenario families named: Pegasus, Chronos and Hestia. Each family corresponds to a growing degree of constraint on mobility.It is possible to divide greenhouse gas emissions in the transport sector by four. Technical progress is able to lead to more than half of these reductions. The interest of these scenarios is to show that there exist different paths –through organizational change- to getting the other half of the reductions.