Dans ce travail, l’optimisation de la propulsion et de la commande des AUV (Autonomous Underwater Vehicles en anglais) est développée. Le modèle hydrodynamique de l’AUV est examiné. Egalement, son système de propulsion est étudié et des modèles pour des solutions de propulsion différentes (fixe et vectorielle) sont développés dans le cadre de la mobilité autonome.Le modèle et l’identification de la technologie de propulsion dite fixe sont basés sur un propulseur disponible commercialement. Le système de propulsion vectoriel est basé sur un prototype de propulseur magneto-couplé reconfigurable (PMCR) développé à l’IRDL-ENIB.Une méthode de commande non linéaire utilisant le modèle hydrodynamique de l’AUV est développée et son adaptation à deux systèmes de propulsion est présentée. Des analyses portant sur la commandabilité du robot et l’application de cette commande à différents systèmes sont proposées. L’optimisation globale est utilisée pour trouver des topologies propulsives et des paramètres de commande adaptés à la réalisation de tâches robotiques spécifiques. L’optimisation réalisée permet de trouver des solutions capables d’assurer le suivi de trajectoire et de minimiser la consommation énergétique du robot. L’optimisation utilise un algorithme génétique (algorithme évolutionnaire), une méthode d’optimisation stochastique appliquée ici à la conception orientée tâche de l’AUV. Les résultats de cette optimisation peuvent être utilisés comme une étape préliminaire dans la conception des AUVs, afin de donner des pistes pour améliorer les capacités de la propulsion.La technique d’optimisation est également appliquée au robot RSM (fabriqué au sein de l’IRDL-ENIB) en modifiant seulement quelques paramètres de sa topologie propulsive. Cela afin d’obtenir des configurations de propulsion adaptées au cours d’une seule et même mission aux spécificités locomotrices des tâches rencontrées : reconfiguration dynamique de la propulsion de l’AUV. / In this PhD thesis, the optimization of the propulsion and control of AUVs is developed. The hydrodynamic model of the AUVs is examined. Additionally, AUV propulsion topologies are studied and models for fixed and vectorial technology are developed. The fixed technology model is based on an off the shelf device, while the modeled vectorial propulsive system is based on a magnetic coupling thruster prototype developed in IRDL (Institut de Recherche Dupuy de Lôme) at ENI Brest. A control method using the hydrodynamic model is studied, its adaptation to two AUV topologies is presented and considerations about its applicability will be discussed. The optimization is used to find suitable propulsive topologies and control parameters in order to execute given robotic tasks, speeding up the convergence and minimizing the energy consumption. This is done using a genetic algorithm, which is a stochastic optimization method used for task-based design.The results of the optimization can be used as a preliminary stage in the design process of an AUV, giving ideas for enhanced propulsive configurations. The optimization technique is also applied to an IRDL existing robot, modifying only some of the propulsive topology parameters in order to readily adapt it to different tasks, making the AUV dynamically reconfigurable.

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Cette thèse propose une analyse de la formation des sous-officiers de renfort d’infanterie au cours de la Seconde Guerre mondiale dans le but d’exposer la création et l’administration de l’organisation d’instruction de ces hommes en plus d’étudier la nature de l’enseignement donné. Afin de maintenir l’efficacité au combat de ses unités et formations sur le théâtre opérationnel du nord-ouest de l’Europe à partir de juin 1944, la Première Armée canadienne devait fournir des caporaux de renforts d’infanterie aptes à faire face aux défis du champ de bataille. En raison de l’importance de leur tâche sur le champ de bataille moderne, ces hommes constituent véritablement l’épine dorsale de l’efficacité militaire des bataillons d’infanterie canadiens. L’analyse des politiques et des développements à l’origine de la filière d’instruction de masse pour des renforts d’infanterie montre que les déficiences du système encore présentes au début de la campagne de Normandie étaient dues en grande partie à la négligence du haut commandement militaire canadien. Cette condition retarda l’adoption de mesures essentielles à la dissémination d’un enseignement uniforme et en concordance avec les développements du champ de bataille moderne jusqu’à l’automne 1944. Malgré l’implication canadienne au côté de la Grande-Bretagne de 1914 à 1918, les politiques adoptées dans l’entre-deux-guerres par les hauts dirigeants militaires canadiens gênèrent le développement de l’expertise militaire des membres de la force régulière en plus de limiter considérablement l’attention accordée à la préparation de la milice. L’absence d’un cadre d’instruction compétent au moment du déclenchement de la Seconde Guerre mondiale entrava la mise sur pied d’une formation réaliste. L’expansion massive entreprise à la suite du changement dramatique du contexte stratégique en 1940 ne fit qu’aggraver la carence en ressources matérielles et humaines en plus de détourner l’attention des généraux canadiens de l’organisation de la filière d’instruction des sous-officiers de renfort d’infanterie. Malgré tout, l’introduction de nouvelles méthodes d’instruction et d’entraînement dans l’organisation destinées aux sous-officiers de renfort à partir de 1942 constitua un progrès sensible dans le savoir communiqué aux nouveaux caporaux pour leur survie sur le champ de bataille. Cependant, sa mise en œuvre fut retardée par la collaboration difficile entre les différents quartiers généraux et par la diversité des approches adoptées pour disséminer une doctrine d’infanterie jusqu’en 1944. La révision de la politique d’instruction des sous-officiers de renfort et de sa structure d’organisation au Royaume-Uni au début de l’année 1944 eut progressivement pour effet de garantir l’envoi de candidats de qualité aux unités au front tout comme l’introduction des leçons tirées de l’expérience au front, plus particulièrement après le déclenchement des opérations en Europe du Nord-Ouest. Enfin, les mesures adoptées à la suite des importantes pénuries de fantassins connurent un succès indéniable pour la poursuite de la campagne. La mise en œuvre d’une coordination véritablement efficace entre les quartiers généraux responsables de la formation et l’intérêt manifeste de l’état-major de la Première Armée canadienne à partir du mois d’août 1944 pour la formation de ses renforts d’infanterie constituèrent les éléments indispensables à l’arrivée de sous-officiers de qualité au sein des bataillons canadiens pour le reste de la durée de la campagne. Au final, l’analyse de l’organisation d’instruction des renforts apporte une nouvelle perspective sur la crise des effectifs de renfort et sur la nécessité du recours à la conscription à l’automne 1944.

Les propriétés statiques, dynamiques, rhéologiques et la cinétique de scissions et recombinaisons de micelles linéaires auto-assemblées sont étudiées à l'équilibre et sous-écoulement par simulations sur ordinateur, en utilisant un modèle mésoscopique nouveau. Nous représentons les micelles comme des séquences linéaires de billes browniennes dont l'évolution spatio-temporelle est gouvernée par la dynamique de Langevin. Un algorithme de Monte-Carlo contrôle l'ouverture des liens ou la fusion de deux chaînes par les bouts. Un paramètre cinétique o, qui modélise l'effet d'une barrière le long d'un chemin de réaction, est introduit dans notre modèle. A l'équilibre, nous nous concentrons sur les mécanismes de scission/recombinaison aux temps long et court. Nos résultats montrent que pour les temps plus grands que le temps de vie d'une chaîne moyenne, la cinétique est en accord avec le modèle champ-moyen de Cates. L'étude de fonctions de relaxation macroscopique confirme que nos constantes cinétiques effectives obtenues aux temps longs sont pertinentes pour ces relaxations. Pour la situation hors équilibre, nous étudions les effets du couplage entre un écoulement de cisaillement et la cinétique de scission et recombinaison sur les propriétés structurales et rhéologiques du système micellaire. Nous nous plaçons dans un régime semi-dilué et dynamiquement 'unentangled'. Le paramètre o est choisi de façon à ce que la durée de vie d'une chaîne moyenne soit plus courte que son temps de relaxation de Rouse le plus long. Nos analyses font apparaître une longueur dynamique A, le fiagrnent de chaîne dont la durée de vie TA est égale à son temps de Rouse. Nous trouvons que les propriétés telles que la rhéo-fluidification, l'orientation des chaînes et l'étirement des liens sont des fonctions du taux de cisaillement réduit PA= YT* , alors que la longueur moyenne des micelles est une fonction décroissante du taux de cisaillement, indépendamment de la barrière du processus scission/recombinaison / Statics, Dynamics, and Rheological properties of Micellar solutions by Computer Simulation Statics, dynamics, rheology and scission-recombination kinetics of self-assembling linear micelles are investigated at equlibrium state and under shear flow by computer simulations using a newly proposed mesoscopic model. We model the micelles as linear sequences of Brownian beads whose space-time evolution is governed by Langevin dynamics. A Monte Carlo algorithm controls the opening of a bond or the chain-end fusion. A kinetic parameter o, modelling the effect of a potential barrier along a kinetic path, is introduced in our model. For equilibrium state we focus on the analysis of short and long time behaviors of the scission and recombination mechanisms. Our results show that at time scales larger than the life time of the average chain length, the kinetics is in agreement with the mean-field kinetics model of Cates. By studying macroscopic relaxation phenomena such as the average micelle length evolution after a T-jump, the monomer diffusion, and the zero shear relaxation function, we confirm that the effective kinetic constants found are indeed the relevant parameters when macroscopic relaxation is coupled to the kinetics of micelles. For the non-equilibrium situation, we study the coupled effects of the shear flow and the scissionrecombination kinetics, on the structural and rheological properties of this micellar system. Our study is performed in semi-dilute and dynamically unentangled regime conditions. The explored parameter o range is chosen in order for the life time of the average size chain to remain shorter than its intrinsic (Rouse) longest relaxation time. Central to our analysis is the concept of dynamical unit of size A, the chain fiagrnent for which the life time TA and the Rouse time are equal. Shear thinning, chain orientation and bond stretching are found to depend upon the reduced shear rate P1\=y~A while the average micelle size is found to decrease with increasing shear rate, independently of the height of the barrier of the scission-recombination process

Depuis le début des années 1980, l'ouverture de l'économie mondiale a conduit à une évolution rapide des flux d'IDE essentiellement vers les pays en voie de développement. Cette croissance est le résultat du changement structurel de l'activité économique vers la spécialisation verticale internationale. Ainsi, elle a fait émerger un nouveau principe d'analyse pour arbitrer entre l'IDE et la sous-traitance internationale.Notre travail s'intéresse au cas de la Tunisie et examine l'évolution des IDE entrants, essentiellement après la signature de l'accord de partenariat avec l'Union Européenne en 1995. Cet accord représente le point fort du processus d'ouverture de l'économie Tunisienne censé consolider les déterminants économiques traditionnels. Notre analyse empirique des flux entrants entre 1992 et 2008 pour l'ensemble des 58 pays originaires des investissements étrangers en Tunisie, montre que ces investissements se sont concentrés principalement dans le secteur énergétique et dans la branche des textiles et habillement. La principale motivation des investisseurs étrangers demeure la recherche d'une main d'œuvre bon marché, dans une logique de division internationale du travail. En outre, mis à part quelques opérations de privatisation générant des flux importants et concentrés dans la télécommunication et la cimenterie, le processus de libéralisation de l'activité économique n'a pas eu les effets escomptés sur les flux entrants d'IDE. / Since the early eighties, the liberalization of the world economy has led to a rapid evolution of the FDI flows essentially to the developing countries. This growth is the result of a structural change of the economic activity towards an international vertical specialization. Consequently, a new principle of analysis has emerged to arbitrate between the FDI and the international outsourcing.Our work is interested in the case of Tunisia and examines the evolution of the FDI inflows after the signing of the partnership agreement with the EU in 1995. This agreement represents a landmark in the liberalization process of the Tunisian economy meant to strengthen the traditional economic determinants.Our empirical study of the inflows between 1992 and 2008 for the 58 countries originating in the foreign investment in Tunisia shows that these investments have concentrated mainly on the sector of energy and on the textile and clothing industry. The main motivation of the foreign investors remains the search for cheap labour in a logical international division of labour. Furthermore, apart from some privatization operations generating important flows and concentrated in telecommunications and cement, the process of liberalization of the economic activity didn't have the expected effects on the incoming FDI flows.

L’objectif principal de cette thèse est d’étudier les structures périphériques des groupes relativement hyperboliques. En contraste avec l’hyperbolicité ordinaire, l’hyperbolicité relative est définie par rapport à une famille finie de sous-groupes, appelée structure périphérique. Dans cette thèse, on introduit et caractérise une classe de structures paraboliques étendues pour des groupes relativement hyperboliques. En particulier, on montre que si un groupe relativement hyperbolique agit de façon géométriquement finie sur son bord de Floyd, alors les structures paraboliques étendues se révèlent être les seules possibles.La thèse met également l’accent sur l’étude des sous-groupes relativement quasiconvexes, qui jouent un rôle important en théorie des groupes relativement hyperboliques. Grâce à la flexibilité des structures périphériques, la quasiconvexité relative d’un sous-groupe est caractérisée par rapport aux structures paraboliques étendues. En outre, les sous-groupes relativement quasiconvexes sont étudiés par des méthodes dynamiques en terme des groupes de convergence. Ceci nous conduit à obtenir un théorème décrivant l’intersection des ensembles limites pour une paire de sous-groupes relativement quasiconvexes ; et donner des preuves dynamiques de plusieurs résultats bien connus sur les sous-groupes relativement quasiconvexes. De plus, le nombre de classes de conjugaison de sous-groupes finis est étudié dans des groupes relativement hyperboliques. Dans le cas des groupes kleiniens, on obtient plusieurs résultats sur le lien entre les ensembles d’axes et la commensurabilité de deux groupes kleiniens. Un résultat de la thèse d’intérêt indépendant montre qu’un sous-groupe separable a la propriété d’empilement borné. Ceci implique que cette propriété est vraie pour tout sous-groupe d’un groupe polycyclique, répondant à une question de Hruska-Wise. / The main objective of this thesis is to study peripheral structures of relatively hyperbolic groups. In contrast with hyperbolicity, relative hyperbolicity is defined with respect to a finite collection of subgroups, which is referred to as a peripheral structure. In the thesis, we introduce and characterize a class of peripheralstructures: parabolically extended structures for relatively hyperbolic groups. In particular, it is shown that if a relatively hyperbolic group acts geometrically finitely on its Floyd boundary, then parabolically extended structures turn out to be the only possible ones. The thesis also focuses on the study of relatively quasiconvex subgroups, which play an important role in the theory of relatively hyperbolic groups. With the flexibility of peripheral structures, relative quasiconvexity of a subgroup is characterized with respect to parabolically extended structures. Moreover, relatively quasiconvex subgroups are studied using dynamical methods in terms of convergence group actions. This leads us to obtain a limit set intersection theorem for a pair of relatively quasiconvex subgroups, and give dynamical proofs of several well-known results on relatively quasiconvex subgroups. In addition, the number of conjugacy classes of finite subgroups is explored in relatively hyperbolic groups. In Kleinian groups, we prove several results on the relationship between the axes sets and commensurability of two Kleinian groups. A result of independent interest in the thesis is that a separable subgroup has the bounded packing property. This implies that the property is true for each subgroup of a polycyclic group, answering a question of Hruska-Wise.

La recherche de trace de vie, passée ou présente, sur Mars est l’objectif principal de la mission martienne européenne ExoMars (ESA-Roscosmos), dont le lancement est prévu pour l’été 2020. Cette mission déposera à la surface de Mars un Rover équipé d'instruments dédiés notamment à l’étude du sous-sol de la planète dont une foreuse collectera des échantillons. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit porte sur la préparation du retour scientifique de l’expérience du radar WISDOM (Water Ice and Subsurface Deposits Observation on Mars) embarqué à bord du Rover d’ExoMars 2020 et dont l’objectif principal est la caractérisation, avant forage, du sous-sol proche de Mars.Les données recueillies par WISDOM permettront d’identifier les formations géologiques du sous-sol et de comprendre les processus qui en sont à l’origine. Elles guideront également les opérations de prélèvement d'échantillons en profondeur. L'objectif de cette thèse était de préparer les outils de traitements et d'interprétation de ces données. Les résultats obtenus doivent permettre d'exploiter au mieux les possibilités de l'instrument et d’atteindre les ambitieux objectifs technologiques (en termes notamment de résolution et de sensibilité) et scientifiques fixés. Plus précisément, il s’agissait de mettre en place des outils pour aboutir à une description des premiers mètres du sous-sol via l’interprétation des radargrammes de WISDOM en termes d’épaisseur de couche(s), de rugosité des interfaces, de distribution en taille d’éventuelles roches enfouies, d’orientation des strates et de constantes géo-électriques pour les unités géologiques détectées.Ce travail de thèse a permis la mise en place d’une chaîne de traitement de données ainsi que d’outils d’interprétation (traitement automatique et modélisation du radar).L’approche a été d’aborder le problème à la fois du point de vue théorique et du point de vue pratique. En conséquence, ce travail s’est appuyé sur deux aspects indissociables que sont, d’une part, la modélisation (analytique et numérique) du fonctionnement de l’instrument dans son environnement et, d’autre part, le traitement des données simulées et/ou expérimentales obtenues en milieu contrôlé ou lors de campagnes de mesures organisées dans le cadre de cette thèse. / The main objective of European ExoMars (ESA-Roscosmos) mission is to search for signs of past or present life on Mars. The mission, to be launched in summer 2020, will deliver a rover on the surface of Mars. This rover accommodates instruments designed to investigate the close subsurface and, in particular, a drill that will collect samples at depth ranging from 0.5 m to 2 m. This thesis manuscript relates the preparation of the scientific return of the WISDOM (Water Ice and Subsurface Deposits Observation on Mars) radar experiment whose main objective is to characterize, before drilling, the shallow subsurface of Mars.Data obtained by WISDOM will shed the light on geological structures in the subsurface and therefore help trace back the history of the investigated Martian sites. Furthermore, they will help to identify the most promising locations to collect samples without jeopardizing the drill. The objective of this thesis was to efficiently pave the way to data interpretation and appraise WISDOM’s potentiality.In order to reach the ambitious scientific and technologic objectives (especially in terms of resolution and sensitivity) of WISDOM, we have developed tools that rely on a deep understanding of the instrument. The ultimate goal of these tools is to provide a reliable representation of the shallow subsurface and quantitative interpretation in terms of thickness and orientation of underground layers, roughness at interfaces, distribution of buried rocks and geoelectrical constant for each geological unit detected.This thesis manuscript describes the signal processing chain and tools developed in order to prepare WISDOM’s scientific return. When possible, approaches based on automatic detection were preferred. This work relies both on theoretical and practical investigations, including an accurate (analytical and numerical) modeling of the instrument operations and test on experimental data acquired during field campaigns on potential Martian analogs.

Dans cette thèse, nous développons un nouveau modèle de déformation pour étudier les formes. Les déformations, et les difféomorphismes en particulier, jouent un rôle fondamental dans l'étude statistique de formes, comme un moyen de mesurer et d'interpréter les différences entre des objets similaires. Les difféomorphismes résultent généralement d'une intégration d'un flot régulier de champs de vitesses, dont les paramètres n'ont jamais encore vraiment permis de contrôler localement les déformations. Nous proposons un nouveau modèle dans lequel les champs de vitesses sont construits grâce à la combinaison de quelques champs de vecteurs locaux et interprétables. Ces champs de vecteurs sont générés à l'aide d'une structure que nous appelons module de déformation. Un module de déformation génère un champ de vecteurs d'un type particulier (e.g. homothétie) choisi à l'avance: cela permet d'incorporer des contraintes dans le modèle de déformation. Ces contraintes peuvent correspondre à un savoir que l'on a sur les formes étudiées, ou à un point de vue à partir duquel on veut étudier ces formes. Dans un premier chapitre nous définissons les modules de déformation et nous en donnons des exemples variés. Nous expliquons également comment construire facilement un module de déformation adapté à des contraintes complexes en combinant des modules de déformations simples. Ensuite nous construisons des grandes déformations modulaires en tant que flot de champs de vecteurs générés par un module de déformation. Les champs de vecteurs générés par un module de déformation sont paramétrés par deux variables : une géométrique (descripteur géométrique) et une de contrôle. Nous associons également un coût à chaque couple de descripteur géométrique et de contrôle. Dans un deuxième chapitre nous expliquons comment utiliser un module de déformation donné pour étudier des formes. Nous construisons tout d'abord une structure sous-Riemannienne sur l'espace défini comme le produit de l'espace de formes et de celui des descripteurs géométriques. La métrique sous-Riemannienne vient du coût choisi : nous munissons le nouvel espace d'une métrique choisie, qui en générale n'est pas le pull-back d'une métrique sur les champs de vecteurs mais tient compte la manière dont les champs de vecteurs sont construits à partir des contraintes. Grâce à cette structure nous définissons une distance sous-Riemannienne et nous montrons l'existence des géodésiques (trajectoires dont la longueur vaut la distance entre les points de départ et d'arrivée). L'étude des géodésiques se ramène à un problème de contrôle optimal, elles peuvent être obtenues grâce à un formalisme Hamiltonien. En particulier nous montrons qu'elles peuvent être paramétrées par une variable initiale, le moment. Après cela nous présentons les grandes déformations modulaires optimales transportant une forme source sur une forme cible. Nous définissons également l'atlas modulaire d'une population de formes par la donnée d'une forme moyenne et d'une grande déformation modulaire par forme. Dans la discussion nous étudions un modèle alternatif dans lequel les géodésiques sont paramétrées en dimension plus petite. Dans un troisième chapitre nous présentons l'algorithme implémenté pour obtenir les grandes déformations ainsi que la descente de gradient estimant les atlas. Dans un dernier chapitre nous présentons plusieurs exemples numériques grâce auxquels nous étudions certains aspects de notre modèle. En particulier nous montrons que le choix du module de déformation utilisé influence la forme moyenne, et que choisir un module de déformation adapté permet d'effectuer simultanément des recalages rigides et non linéaires. Dans le dernier exemple nous étudions des formes sans a priori, nous utilisons donc un module correspondant à des contraintes faibles et nous montrons que l'atlas obtenu est toujours intéressant. / This thesis is dedicated to the development of a new deformation model to study shapes. Deformations, and diffeormophisms in particular, have played a tremendous role in the field of statistical shape analysis, as a proxy to measure and interpret differences between similar objects but with different shapes. Diffeomorphisms usually result from the integration of a flow of regular velocity fields, whose parameters have not enabled so far a full control of the local behaviour of the deformation. We propose a new model in which velocity fields are built on the combination of a few local and interpretable vector fields. These vector fields are generated thanks to a structure which we name deformation module. Deformation modules generate vector fields of a particular type (e.g. a scaling) chosen in advance: they allow to incorporate a constraint in the deformation model. These constraints can correspond either to an additional knowledge one would have on the shapes under study, or to a point of view from which one would want to study these shapes. In a first chapter we introduce this notion of deformation module and we give several examples to show how diverse they can be. We also explain how one can easily build complex deformation modules adapted to complex constraints by combining simple deformation modules. Then we introduce the construction of modular large deformations as flow of vector fields generated by a deformation module. Vector fields generated by a deformation module are parametrized by two variables: a geometrical one named geometrical descriptor and a control one. We build large deformations so that the geometrical descriptor follows the deformation of the ambient space. Then defining a modular large deformation corresponds to defining an initial geometrical descriptor and a trajectory of controls. We also associate a notion of cost for each couple of geometrical descriptor and control. In a second chapter we explain how we can use a given deformation module to study data shapes. We first build a sub-Riemannian structure on the space defined as the product of the data shape space and the space of geometrical descriptors. The sub-Riemannian metric comes from the chosen cost: we equip the new (shape) space with a chosen metric, which is not in general the pull-back of a metric on vector fields but takes into account the way vector fields are built with the chosen constraints. Thanks to this structure we define a sub-Riemannian distance on this new space and we show the existence, under some mild assumptions, of geodesics (trajectories whose length equals the distance between the starting and ending points). The study of geodesics amounts to an optimal control problem, and they can be estimated thanks to an Hamiltonian framework: in particular we show that they can be parametrized by an initial variable named momentum. Afterwards we introduce optimal modular large deformations transporting a source shape into a target shape. We also define the modular atlas of a population of shapes which is made of a mean shape, and one modular large deformation per shape. In the discussion we study an alternative model where geodesics are parametrized in lower dimension. In a third chapter we present the algorithm that was implemented in order to compute these modular large deformations and the gradient descent to estimate the optimal ones as well as mean shapes. In a last chapter we introduce several numerical examples thanks to which we study specific aspects of our model. In particular we show that the choice of the used deformation module influences the form of the estimated mean shape, and that by choosing an adapted deformation module we are able to perform in a satisfying and robust way simultaneously rigid and non linear registration. In the last example we study shapes without any prior knowledge, then we use a module corresponding to weak constraints and we show that the atlas computation still gives interesting results.

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

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