Proposer une offre en logements adaptée aux différents besoins et préférences des ménages représente un enjeu important pour les acteurs publics de l’aménagement. Ces besoins et préférences dépendent des caractéristiques des ménages et des changements qu’ils peuvent connaître dans leur cycle de vie (mise en couple, naissance, séparation…). Les facteurs participant aux choix résidentiels sont nombreux (attributs du logement, caractéristiques de l’environnement résidentiel) et interviennent différemment selon les types de ménages. Les dynamiques résidentielles impliquent ainsi une grande variété d’éléments, en interaction les uns avec les autres, et les relations de cause à effet sont difficiles à identifier. Par conséquent, il n’est pas possible de prévoir le comportement résidentiel des ménages pas plus que leurs évolutions possibles sans outil adapté.Pour étudier les dynamiques résidentielles intra-urbaines, nous utilisons dans cette thèse un modèle de simulation des mobilités résidentielles (Mobisim-MR) intégré dans une plateforme de simulation LUTI individu-centrée : Mobisim. Mobisim-MR permet de déterminer, pour chaque année de simulation, les ménages qui déménagent et leur nouvelle localisation résidentielle. En amont de Mobisim-MR, un modèle de simulation des évolutions démographiques (Mobisim-Démo) a été créé au sein de la plateforme Mobisim. Il permet de reproduire de manière dynamique et individu-centrée l’évolution des ménages dans leur cycle de vie. Une partie de la thèse est dédiée au paramétrage ces deux modèles, étape préalable nécessaire à la simulation de scénarios. Un autre volet de la thèse concerne l’exploration du comportement du modèle Mobisim-MR pour évaluer la stabilité des résultats de simulation et leur cohérence (analyse de sensibilité). L’utilisation de modèles individu-centrés est relativement récente en géographie, d’où l’absence de protocole standard pour l’exploration de tels modèles. Un protocole spécifique a été conçu pour explorer le comportement de Mobisim-MR. Ce protocole tient compte de la nature des paramètres du modèle, des contraintes techniques de simulation et de l’objectif pour lequel le modèle a été conçu.Le dernier volet de la thèse consiste en des analyses thématiques visant à étudier l’impact de deux scénarios de politiques de construction de logements sur l’agglomération du Grand Besançon. Ces analyses montrent la capacité de Mobisim-MR à répondre à des questions concrètes d’aménagement et à apporter des éléments de discussion aux acteurs publics en charge des politiques de logement. / To ensure that housing supply is suitable to households’ needs and preferences represents a major planning concern. These needs and preferences depend on the households’ characteristics and on their lifecycle changes (union, birth, divorce…). Residential choice factors are numerous (housing and residential environment characteristics) and their role is often different according to the types of households. Residential dynamics involve a great variety of elements, in interaction with each other, and the causal relationships are difficult to identify. Thus, it is not possible to predict the households’ residential behaviour, nor their possible evolutions, without a suitable tool. To study intra-urban residential dynamics, we use a residential mobility simulation model (Mobisim-MR), integrated in an agent-based LUTI simulation platform: Mobisim. For each simulated year, Mobisim-MR allows for determination of households which move and their new residential location. Prior to Mobisim-MR, we created a demographic microsimulation model (Mobisim-Démo) within the Mobisim platform. It allows reproducing households lifecycle evolutions in a dynamic and agent-based way. A part of the thesis is dedicated to the calibration of both models, a required stage preliminary to scenarios simulation. Another part of the thesis concerns the exploration of Mobisim-MR model behaviour, in order to assess the simulation results’ stability and their consistency (sensitivity analysis). Agent-based models use is quite recent in geography, explaining the lack of standard protocol to explore such models. A specific protocol has been designed to explore the behaviour of Mobisim-MR. This protocol takes into consideration the parameters characteristics, simulation technical constraints, and the initial design for which the model has been built.The last part of the thesis consists of thematic analyses aimed at studying the impact of two housing construction planning scenarios in the urban region of Besançon (named le Grand Besançon). These analyses highlight the ability of Mobisim-MR to answer concrete planning questions and to initiate discussion among urban planners.

Le concept de réseau d'interactions est central en Écologie et différents modèles et méthodes ont été utilisés. Ce travail de thèse met en relation deux approches développées par des courants séparés : l'étude des matrices de communauté et les analyses entrée-sortie. Il confronte leurs hypothèses aux propriétés fondamentales des écosystèmes estuariens. Il précise explicitement les liens entre les différentes matrices, ainsi que la signification des mixed trophic impacts. Les matrices de la storage et de la throughflowanalyses sont reliées à des jacobiennes de modèles à compartiments dont les flux sont contrôlés par les compartiments donneurs ou receveurs. Contrairement à ce qui est le plus souvent présenté dans la littérature, l'analyse des mixed trophic impacts est ici interprétée en terme de présence-absence du compartiment considéré. Avec les données disponibles sur les réseaux trophiques de cinq estuaires européens, des matrices qualitatives et quantitatives sont construites afin de réaliser des analyses de sensibilité. Ces premières explorations montrent des niveaux d'incertitudes très élevés, et ceci même pour le signe des prédictions. Par ailleurs, ce travail de thèse approfondit les possibilités d'étude de dynamiques transitoires à partir de la matrice de communauté. Il souligne des éléments importants qu'il est nécessaire de prendre en compte lorsque ces approches sont choisies. / Networks are a key concept in ecology and a number of models and methods have been used. This PhD dissertation links two approaches, the community matrix and input-output analyses, which have been developed by separate streams of theory. It compares their assumptions with important features of estuarine systems. It explicitly analyses the links between the matrices and the significance of the mixed trophic impacts analysis. Matrices of storage and throughflow analyses are linked to Jacobian matrices of donor or recipient controlled compartment models. Unlike most of what can be seen in the litterature, here the mixed trophic impacts are interpreted as the effects of a compartment being present or absent. Using available data in the case of five European estuaries, qualitative and quantitative matrices are built in the aim of performing sensitivity analyses. First explorations reveal high levels of uncertainties, even in the sign of the predictions. Furthermore, this work examines in more details the possibilities to explore transient dynamics from the community matrix. This PhD dissertation emphasises important features which are necessary to consider when choosing such approaches.

La prévention nutritionnelle du syndrome métabolique dont l'incidence ne cesse d'augmenter dans les pays industrialisés, entraînant des risques accrus de diabètes et de maladies cardiovasculaires, apparaît comme un enjeu important de Santé publique. La découverte récente des relations étroites entre l'insulinorésistance, signe majeur du syndrome métabolique et le stress oxydant, nous a conduit à considérer les nutriments, à la fois antioxydants et potentiellement insulino-sensibilisateurs, comme des facteurs nutritionnels de choix dans la stratégie de prévention du syndrome métabolique. Trois microconstituants de notre alimentation ont été étudiés: les polyphénols de la cannelle et du thé vert, le chrome III, oligoélément essentiel. Sur un modèle animal de syndrome métabolique, le rat fructose, les extraits de thé vert, riches en épigallocatéchine gallate EGCG, non seulement exercent une protection antioxydante sur les principales cibles impliquées dans les complications oxydatives du diabète (lipides, protéines et acides nucléiques) mais, sont également de puissants modulateurs des métabolismes glucidiques et lipidiques. Les extraits de thé vert activent la cascade de signalisation de l'insuline et modifient l'expression des gènes impliqués dans son métabolisme, et en particulier augmente l'expression des Glut-4 ce qui pourrait expliquer l'amélioration de la glycémie sur notre modèle de syndrome métabolique. Chez l'homme comme chez l'animal, les régimes comportant des extraits aqueux de cannelle, exercent une protection antioxydante, et une corrélation avec la régulation de la glycémie a été trouvée. En ce qui concerne le chrome III, nous apportons, sur cultures cellulaires, les preuves de son absence de génotoxicité à des doses très supérieures à celles utilisées dans les supplémentations chez l'homme, ainsi que des données nouvelles sur son mécanisme d'action antioxydant, impliquant un mécanisme moléculaire d'induction de l'expression de gènes modulant la défense antioxydante et la réparation de l'ADN. Ces premiers résultats sont expérimentaux. Ils démontrent la pertinence d'une association de nutriments antioxydants et insulino potentialisateurs dans la prévention du syndrome métabolique. Cependant, les nombreuses limites dues aux conditions expérimentales imposent de poursuivre ce travail par des études d'intervention chez l'homme, associant dans une supplémentation combinée, extraits de thé vert, extraits aqueux de cannelle et histidinate de chrome.

Le développement des réseaux sans fil et des dispositifs mobiles (ordinateurs portables, PDA communicants, capteurs, etc.) constaté ces dernières années entraine de profondes mutations des applications et des services proposés aux utilisateurs. Nous entrons aujourd'hui dans l'ère de l'informatique pervasive avec pour enjeu de proposer des services et de rendre les données disponibles n'importe où et n'importe quand. Le système d'information n'échappe pas à cette évolution et devient lui aussi pervasif. L'information y est stockée partout, dans différents formats et sur différents types de terminaux interconnectés. Notre travail se concentre sur les problèmes liés à l'accès aux données dans les systèmes d'information pervasifs. Ces systèmes, dits « ambiants », évoluent dans un contexte particulièrement dynamique du fait de la mobilité des utilisateurs et des sources de données qui peuvent apparaître et disparaître à tout moment. Les techniques traditionnellement utilisées pour accéder aux données, dans les bases de données réparties ou les systèmes pair-à-pair par exemple, sont ainsi totalement remises en cause. En effet, la mobilité des sources de données et les possibles déconnexions rendent impossibles la gestion et l'exploitation d'un schéma de placement décrivant la localisation des différentes sources de données accessibles. Dans ce contexte, nous proposons donc de nouvelles techniques d'accès dédiées aux systèmes d'information pervasifs. Plus précisément, nos contributions concernent : - Un modèle d'évaluation et d'optimisation de requêtes dans les environnements pair-à-pair hybrides, associant terminaux mobiles et serveurs fixes, adapté à la mobilité des terminaux et à leurs ressources restreintes (e.g., énergie) - Des techniques de partage d'informations dans les environnements pair-à-pair mobiles, où plus aucune infrastructure fixe n'est exploitable et où les échanges de données reposent sur des interactions directes entre les terminaux. Ces travaux ont été appliqués au contexte de la communication inter-véhicules. - Enfin, notre dernière contribution concerne la proposition de mécanismes d'auto-adaptation permettant à un évaluateur de requêtes de se reconfigurer dynamiquement en fonction des changements de contexte (e.g., connectivité, mobilité, autonomie, etc.), particulièrement fréquents dans les systèmes pervasifs. Nos travaux ont été réalisés dans le cadre de différents projets et ont conduit à la soutenance de plusieurs thèses de doctorat et masters recherche.

Cette thèse s'insère dans le contexte général de la propagation d'incertitudes et de l'analyse de sensibilité de modèles de simulation numérique, en vue d'applications industrielles. Son objectif est d'effectuer de telles études en minimisant le nombre d'évaluations du modèle, potentiellement coûteuses. Le présent travail repose sur une approximation de la réponse du modèle sur la base du chaos polynomial(CP), qui permet de réaliser des post-traitements à un coût de calcul négligeable. Toutefois, l'ajustement du CP peut nécessiter un nombre conséquent d'appels au modèle si ce dernier dépend d'un nombre élevé de paramètres (e.g. supérieur à 10). Pour contourner ce problème, on propose deux algorithmes pour ne sélectionner qu'un faible nombre de termes importants dans la représentation par CP, à savoir une procédure de régression pas-à-pas et une procédure basée sur la méthode de Least Angle Regression (LAR). Le faible nombre de coefficients associés aux CP creux obtenus peuvent ainsi être déterminés à partir d'un nombre réduit d'évaluations du modèle. Les méthodes sont validées sur des cas-tests académiques de mécanique, puis appliquées sur le cas industriel de l'analyse d'intégrité d'une cuve de réacteur à eau pressurisée. Les résultats obtenus confirment l'efficacité des méthodes proposées pour traiter les problèmes de propagation d'incertitudes et d'analyse de sensibilité en grande dimension.

Cette thèse propose une méthodologie de commande d'un bioréacteur fed-batch de culture E. coli. La stratégie consiste à maximiser la croissance de la bactérie, c'est-à-dire à maintenir le bioréacteur à un point de fonctionnement « optimal », caractérisé par la frontière entre les régimes oxydatif et oxydo-fermentatif. La démarche proposée comprend une première étape de modélisation mathématique et de détermination d'un modèle paramétrique simplifié. Une deuxième phase consiste en une identification paramétrique du modèle en se basant sur l'analyse de sensibilité du modèle vis-à-vis de ses paramètres. Un profil optimal d'alimentation est ensuite élaboré pour la maximisation de la croissance de la biomasse. A partir de toutes ces données, la synthèse et l'application de la commande prédictive non-linéaire au bioprocédé E. coli sont mises en œuvre. L'objectif est de réguler la concentration en acétate à une valeur faible donnée, tout en forçant le débit d'alimentation à suivre un profil de référence. La stratégie de commande proposée se base sur la transformation du problème de commande prédictive non-linéaire classique en un problème de programmation non-linéaire non contraint, résolu par des techniques de CVP. Pour une meilleure robustesse de la structure proposée, la différence entre le système et le modèle est explicitement incluse dans l'algorithme. Enfin, une étude de robustesse par une approche statistique de type Monte Carlo permet de juger de l'applicabilité de la loi de commande proposée sur le système réel. Ce travail constitue une étude préliminaire en vue d'une implantation de cette loi de commande à un bioréacteur à l'échelle du laboratoire ou industrielle

Dans le but d'améliorer la précision de positionnement statique des manipulateurs à structure parallèle, nous proposons pour ces structures un modèle qui n'est plus uniquement géométrique, mais élastogéométrique. Les paramètres de ce modèle sont identifiés au cours d'une phase d'étalonnage dédiée. Ces stratégies de modélisation et d'étalonnage sont appliquées à une structure parallèle Delta. La modélisation géométrique faisant intervenir 42 paramètres, intègre de possibles défauts de géométries des parallélogrammes. Le modèle de déformation élastique proposé est fondé sur une analyse de la rigidité des structures parallèles par éléments finis qui, grâce à 6 paramètres préalablement identifiés, prend en compte la raideur des liaisons passives de la structure. Des validations expérimentales montrent que l'identification des paramètres de ce modèle élasto-géométrique permet d'accroître la précision de positionnement statique de la structure, et ce, quel qu'en soit son chargement.

Cette thèse CIFRE, réalisée en collaboration industrielle entre l'IRCCyN et PSA Peugeot-Citroën, s'intéresse à l'aspect numérique de l'implémentation, au sein de calculateurs embarqués, de lois de contrôle/commande.<br /> <br />Ces travaux ont porté sur l'implémentation de lois de contrôle-commande (provenant de l'automatique ou du traitement du signal) sous les contraintes de précision finie.<br />Le processus d'implémentation amène de nombreuses dégradations de la loi et nous nous intéressons plus particulièrement à la quantification des coefficients intervenant dans les calculs.<br /><br />Pour une loi (filtre ou régulateur) donnée, il existe une infinité de réalisations numériques possibles qui, bien que mathématiquement équivalentes, ne le sont plus en précision finie : de nombreuses réalisations équivalentes existent : forme d'état, réalisations en delta, formes directes, structures retour d'état observateur, décompositions en cascade, en parallèle, ...<br /><br />Après avoir présenté ces différentes possibilités, ce mémoire de thèse, propose un formalisme mathématique — la forme implicite spécialisée —qui permet de décrire de manière unifiée un ensemble élargi d'implémentations. Celui-ci, bien que macroscopique, permet d'exprimer précisément les calculs à réaliser et les paramètres réellement mis en jeu. Différentes mesures, appliquées à ce formalisme et qui permettent d'évaluer l'impact de la quantification (en virgule fixe et virgule flottante) et d'analyser la dégradation induite, sont ensuite proposées.<br />Via un problème d'optimisation, la réalisation qui présente la meilleure robustesse face aux détériorations induites par les processus d'implémentation en précision finie est trouvée.

La collaboration européenne ANTARES construit un télescope sous-marin à neutrinos qui sera déployé en Méditerranée par 2500m de fond. Ce détecteur est constitué d'un réseau tridimensionnel de 900 photomultiplicateurs qui détectent la lumière Tcherenkov produite par le passage dans l'eau des muons provenant de l'interaction des neutrinos dans la Terre.<br />Les rayons cosmiques sont confinés dans la Galaxie et interagissent avec la matière interstellaire en produisant –entre autre– des pions chargés qui se désintègrent en neutrinos. L'observation du ciel à l'aide de ces neutrinos de haute énergie (>100 GeV) ouvre une nouvelle fenêtre sur la Galaxie et en particulier leur détection permettrait d'observer directement ses zones denses.<br /><br />Dans ce travail, les flux correspondant ont été calculés à l'aide d'un programme de simulation GALPROP, pour plusieurs modèles, contraints par diverses observations gamma et rayons cosmiques.<br />La sensibilité du détecteur Antares à ces modèles a été établie, ainsi qu'une première estimation des performances d'un futur télescope de taille kilométrique.<br />Un algorithme de reconnaissance de forme a également été développé : il permettrait de mettre en évidence les structures de la Galaxie dans le cas optimiste ou le nombre d'évènements détectés serait suffisant.<br /><br />Ces travaux démontrent qu'ANTARES est de taille insuffisante pour observer le plan galactique, et qu'un télescope à neutrinos de nouvelle génération ayant une surface effective au moins 40 fois plus grande sera nécessaire pour observer le modèle au spectre le plus dur et pour apporter des limites sur les autres modèles.

Cette thèse porte sur la recherche d'un modèle statistique adapté à l'analyse de données longitudinales rencontrées dans le domaine environnemental. L'approche générale est basée sur le modèle linéaire mixte stochastique. Nous proposons une extension de ce modèle par l'utilisation des techniques sémiparamétriques, en particulier les splines cubiques pénalisées. Des méthodes d'estimation adaptées au modèle mixte sémiparamétrique stochastique sont proposées. Des simulations sont ensuite effectuées pour l'évaluation des performances des estimateurs construits.<br />Dans une deuxième partie, une extension de la méthode d'influence locale de Cook au modèle mixte modifié est proposée, elle fournit une analyse de sensibilité permettant de détecter les effets de certaines perturbations sur les composantes structurelles du modèle. Quelques propriétés asymptotiques de la matrice d'influence locale sont exhibées.<br />Enfin, le modèle proposé est appliqué à deux jeux de données réelles : une analyse des données de concentrations de nitrates issues de différentes stations de mesures d'un bassin versant, puis une analyse de la pollution bactériologiques d'eaux de baignades.