Travailler dans un contexte ad hoc et dynamique, pour les agents, empêche : 1- l'existence d'une vue globale du système qui reflète une image complète de l'environnement de déploiement ; 2- l'existence de connaissances a priori sur la manière de se coordonner en raison de l'absence d'une structure centralisée et de la disponibilité aléatoire des entités considérés. Nous avons proposé différentes stratégies comportementales pour faciliter la stabilisation dynamique des interactions entre les agents et la convergence vers les meilleurs états de coordination. Notre conception des alliances et des recommandations permet à un agent d'évoluer de manière autonome, d'identifier dynamiquement les agents voisins fiables avec qui coopérer et de former avec son voisinage des partitions Nash-stables selon les exigences de l'environnement de déploiement. Pour répondre à la difficulté de corrélation entre les comportements locaux des agents et les propriétés de l'environnement de déploiement des agents, nous utilisons de manière originale les modèles Markoviens. Nous nous sommes aussi focalisés sur la prise en compte des interdépendances entre les agents pour augmenter leur efficacité dans un souci d'optimisation les coûts imposés aux composants ad-hoc communicants où les agents sont déployés. Cela nous a amené à proposer le modèle S-NRB (Sequentiel Non-return Broadcast) et le modèle P-NRB (Parallel Non-return Broadcast) pour la coordination distribuée qui cherchent à maximiser le bien-être social des agents. Pour mettre en exergue les propriétés intrinsèques de nos méthodes, toutes nos propositions ont été étudiées de manière théorique et expérimentale grâce à notre simulateur / An ad-hoc and stochastic context prevents : 1- the existence of a global view of the system that reflects a complete image of the deployment environment ; 2- the existence of a priori knowledge because of the lack of a centralized structure, the dynamic of the tasks and the random availability of the entities. We proposed different strategies to facilitate the dynamic stabilization of the interactions between the agents and the convergence towards better coordination states. Our conception of alliances and recommendations allows an agent to evolve independently, to dynamically identify reliable neighboring agents with whom to cooperate and to form Nash-stable or Core stable coalitions according to the requirements of the deployment environment. To face with the challenges of the correlation between local behavior of the agents and the properties of their environment, we use in an original way the Markovian models. We also focused on taking into account the interdependencies between the agents to increase their efficiency in order to optimize the imputed costs of the ad-hoc components where the agents are deployed. This led us to propose both mechanisms, the S-NRB (Sequential Non-return Broadcast) and the P-NRB (Parallel Non-return Broadcast) for distributed coordination seeking to maximize the social welfare of the agents. To highlight the intrinsic properties of our methods, our whole proposals have been studied theoretically and experimentally through our simulator

Dans cette thèse on étudie la stabilité orbitale des ondes solitaires de deux types d’équations d’évolution non linéaires: l’équation de Degasperis-Procesi (DP), qui est une équation du type Camassa-Holm, et l’équation de Kawahara généralisée (gKW), qui correspond à une équation de Korteweg-de Vries généralisée (gKdV) supplémentée d’un terme d’ordre 5. Sur le modèle DP on apporte une amélioration significative de la preuve de la stabilité d’un peakon donnée par Lin et Liu. Puis, en utilisant la méthode de Martel-Merle-Tsai adaptée par El Dika-Molinet dans le cas de l’équation de Camassa-Holm, on montre que la somme de N peakons, de vitesses croissantes et suffisamment distants les uns des autres à l’instant initial, est orbitalement stable. Sur le modèle de Kawahara généralisé, on prouve l’existence de deux branches d’ondes solitaires : l’une construite en appliquant le théorème des fonctions implicites au voisinage d’une onde solitaire explicite de gKW découverte par Dey. al., l’autre construite en résolvant un problème de minimisation sur R, avec une contrainte qui force la famille à converger vers le soliton explicite de l’équation de Korteweg-de Vries généralisée (gKdV) lorsque le coefficient devant l’opérateur d’ordre 5 tend vers 0. Par remise à l’échelle, on obtient ainsi une branche constituée d’ondes solitaires voyageant à faibles vitesses. On prouve ensuite que les ondes solitaires constituant ces deux branches sont orbitalement stables en appliquant la méthode spectrale introduite par Benjamin et des arguments de continuité. / No summary available

Un grand nombre de phénomènes nous entourant peuvent être décrit par des modèles hybrides, c'est-à-dire, mettant en jeu simultanément une dynamique continu et une dynamique discrète. Également, il n'est pas rare que ces dynamiques puissent évoluer dans des échelles de temps différentes. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'analyse de stabilité des systèmes à commutations singulièrement perturbés à temps continu. En présence de commutations, l'analyse de stabilité des systèmes singulièrement perturbés dite "classique" (séparation des échelles de temps) n'est plus valable. En nous plaçant en dimension deux et en considérant deux modes, nous donnons une caractérisation complète du comportement asymptotique de tels systèmes lorsque le paramètre de perturbation tend vers zéro. Ensuite, nous étudions la discrétisation des systèmes à commutations singulièrement perturbés, en portant un intérêt particulier aux méthodes de discrétisation permettant de préserver la stabilité et les fonctions de Lyapunov quadratiques communes / Many phenomena we encounter can be described by hybrid models, namely, consisting of one continuous dynamic and one discret dynamic at the same time. Moreover, these dynamics often evolves in different time scales. In this thesis, we deal with the stability analysis of singularly perturbed switched systems in continuous time. When we consider switchings, the "classical" approach (decoupling fast and slow dynamics) allowing to analyse stability of singularly perturbed systems doesn't hold anymore. Considering second order singularly perturbed switched systems woth two modes, we completely characterize de stability behavior of such systems when the perturbation parameter goes to zero. Then, we study the discretization of singularly perturbed switched systems. In particular, we focus on methods allowing to preserve stability and common quadratic Lyapunov functions

Aujourd'hui de plus en plus de données de différents types sont accessibles. L’Analyse Formelle de Concepts (AFC) et les pattern structures sont des systèmes formels qui permettent de traiter les données ayant une structure complexe. Mais le nombre de concepts trouvé par l’AFC est fréquemment très grand. Pour faire face à ce problème, on peut simplifier la représentation des données, soit par projection de pattern structures, soit par introduction de contraintes pour sélectionner les concepts les plus pertinents. Le manuscrit commence avec l'application de l’AFC à l’exploration de structures moléculaires et la recherche de structures particulières. Avec l’augmentation de la taille des ensembles de données, de bonnes contraintes deviennent essentielles. Pour cela on explore la stabilité d'un concept et on l'applique à l’exploration d'un ensemble de données de substances chimiques mutagènes. La recherche de concepts stables dans cet ensemble de données nous a permis de trouver de nouveaux candidats mutagènes potentiels qui peuvent être interprétés par les chimistes. Cependant, pour les cas plus complexes, la représentation simple par des attributs binaires ne suffit pas. En conséquence, on se tourne vers des pattern structures qui peuvent traiter différents types de données complexes. On étend le formalisme original des projections pour avoir plus de liberté dans la manipulation de données. On montre que cette extension est essentielle pour analyser les trajectoires de patients décrivant l’historique de l’hospitalisation des patients. Finalement, le manuscrit se termine par une approche originale et très efficace qui permet de trouver directement des motifs stables. / Nowadays, more and more data of different kinds is becoming available. Formal concept analysis (FCA) and pattern structures are theoretical frameworks that allow dealing with an arbitrary structured data. But the number of concepts extracted by FCA is typically huge. To deal with this problem one can either simplify the data representation, which can be done by projections of pattern structures, or by introducing constraints to select the most relevant concepts. The manuscript starts with application of FCA to mining important pieces of information from molecular structures. With the growth of dataset size good constraints begin to be essential. For that we explore stability of a concept, a well-founded formal constraint. Finding stable concepts in this dataset allows us finding new possible mutagenetic candidates that can be further interpreted by chemists. However for more complex cases, the simple attribute representation of data is not enough. Correspondingly, we turn to pattern structures that can deal with many different kinds of descriptions. We extend the original formalism of projections to have more freedom in data simplification. We show that this extension is essential for analyzing patient trajectories, describing patients hospitalization histories. Finally, the manuscript ends by an original and very efficient approach that enables to mine stable patterns directly.

Pour les robots marcheurs, c'est à dire bipèdes, quadrupèdes, hexapodes, etc... la notion de stabilité est primordiale. En effet, ces robots possèdent une base flottante sous-actuée : il leur faut prendre appui sur l'environnement pour se mouvoir. Toutefois, cette caractéristique les rend vulnérables: ils peuvent tomber. Il est donc indispensable de pouvoir différencier un mouvement stable d'un mouvement non-stable. Dans cette thèse, la stabilité est considérée du point de vue d'un modèle réduit au Centre de Masse (ou Centre de Gravité). Nous montrons dans un premier temps comment calculer la zone de stabilité de ce modèle dans le cas statique. Bien que cette région soit un objet purement géométrique, nous montrons qu'elle dépend des forces de contact admissibles. Ensuite, nous montrons qu'introduire la notion de robustesse, c'est à dire une marge d'incertitude sur les accélérations (ou les forces de contacts) transforme la forme plane du cas statique en un volume tridimensionnel. Afin de calculer cette forme, nous présentons de nouveaux algorithmes récursifs. Nous appliquons ensuite des algorithmes provenant de l'infographie qui permettent de déformer continûment ces objets géométriques. Cette transformation nous permet d'approximer des changements dans les variables influençant ces formes. Calculer le volume de stabilité explicitement nous permet de découpler les accélérations des positions du CdM, ce qui nous permet de formuler un problème de contrôle prédictif linéaire. Nous proposons aussi une autre formulation linéaire qui, au prix de calculs plus coûteux, permet d'exploiter pleinement la dynamique du robot. Enfin, nous appliquons ces résultats dans une approche hiérarchique qui nous permet de générer des mouvements du corps complet du robot, aussi bien sur une véritable plateforme humanoïde qu'en simulation. / In the context of legged robotics, stability (or equilibrium) is of the utmost importance. Indeed, as legged robots have a non-actuated floating base they can fall. To avoid falling, we must be able to tell apart stable from non-stable motion. This thesis approaches stability from a reduced model point-of-view: our main interest is the Center of Mass. We show how to compute stability regions for this reduced model, at first based on purely static stability. Although purely geometrical in nature, we show how they depend on the admissible contact forces. Then, we show that taking into account robustness, in the sense of acceleration (or contact forces) affordances transforms the usual two-dimensional stability region into a three dimensional one. To compute this shape, we introduce novel recursive algorithms. We show how we can apply computer graphics techniques for shape morphing in order to continuously deform the aforementioned regions. This allows us to approximate changes in the parameters of those shapes, but also to interpolate between shapes. Finally, we exploit the effective decoupling offered by the explicit computation of the stability polyhedron to formulate a linear, minimal jerk model-predictive control problem. We also propose another linear MPC problem that exploits more of the available dynamics, but at an increased computational cost. We then adopt a hierarchical approach, and use those CoM results as input to our whole-body controller. Results are demonstrated on real hardware and in simulation.

Ce manuscrit présente une étude couplée, numérique et théorique, portant sur les écoulements tournants transitionnels et turbulents. L'accent y est mis sur la formation de structures macroscopiques cohérentes au sein de l'écoulement, générées par des procédés rendus fortement tri-dimensionnels par la présence des couches limites sur les disques et le long des parois cylindriques extérieure (carter) et/ou intérieure (moyeu). La complexité de ces écoulements pose de véritables difficultés en recherche fondamentale mais les résultats de ces travaux ont aussi une importance non négligeable pour les machines industrielles tournantes, depuis les disque-durs jusqu'aux turbopompes spatiales, la conception de ces dernières étant la motivation première pour ces travaux de thèse. Ce travail peut être divisé en deux sous-parties. Dans un premier temps, les cavités industrielles sont modélisées par de simples cavités rotor/stator lisses pour y étudier la dynamique de l'écoulement. Comme les campagnes expérimentales sur les machines industrielles ont révélé de dangereux phénomènes instationnaires en leur sein, l'accent est mis sur l'obtention et l'étude des fluctuations de pression dans les écoulements modèles. Ensuite, les SGE de trois configurations de turbine industrielle réelle sont réalisées pour étudier les fluctuations de pression in situ et appliquer les diagnostiques éprouvés sur les géométries modèles. / This thesis provides a numerical and theoretical investigation of transitional and turbulent enclosed rotating flows, with a focus on the formation of macroscopic coherent flow structures. The underlying processes are strongly threedimensional due to the presence of boundary layers on the discs and on the walls of the outer (resp. inner) cylindrical shroud (resp. shaft). The complexity of these flows poses a great challenge in fundamental research however the present work is also of importance for industrial rotating machinery, from hard-drives to space engines turbopumps - the design issues of the latter being behind the motivation for this thesis. The present work consists of two major investigations. First, industrial cavities are modeled by smooth rotor/stator cavities and therein the dominant flow dynamics is investigated. For the experimental campaigns on industrial machinery revealed dangerous unsteady phenomena within the cavities, the emphasis is put on the reproduction and monitoring of unsteady pressure fluctuations within the smooth cavities. Then, the LES of three configurations of real industrial turbines are conducted to study in situ the pressure fluctuations and apply the diagnostics already vetted on academic problems.

On a pour but de faire de la modèlisation des plis vocaux avec des modèles physiques, et les vérifier en utilisant une maquette des plis vocaux. Cette recherche va contribuer à notre connaissance des mécanismes biomécaniques pendant la phonation normal aussi que pour la voix pathologique, et caracteriser la dificilité de la phonation sous certain conditions.On commence en montrent les calculs analytiques qui sert dans les modèles theoriques, qui sont des phénomènes mécanique et aerodynamique du bas. En suite on examine le réponse du modèle liée aux variations des paramètres pertinent à la voix normal aussi que pathologique. On fait aussi des simulations pour evaluer la stabilité en silico.On fini en comparant nos prédictions theoriques contre des données d'une maquette de plis vocaux compsée du latex et de l'eau aussi que le conduit vocal. / The goal of this thesis is to mathematically model and experimentally investigate theories of human larynx function using physical models and mechanical replicas. This research will help improve our knowledge of the biomechanics involved in normal voicing as well as in pathological voice in order to predict and characterize the ease of phonation under different conditions.We review the analytical calculations involved in the theoretical vocal folds model based on mechanical and aerodynamic phenomena within the glottis and vocal tract. We then explore the models response to variation of physical parameters pertinent to pathological and normal vocal conditions. We then evaluate the stability of the models computationally.The theoretical predictions are then compared to measurements performed on a latex-and-water mechanical replica of the larynx and of the vocal tract.

Dans cette thèse, nous traitons la théorie des modèles de corps algébriquement clos étendu par prédicats pour désigner soit des éléments de hauteur bornée, soit des sous-groupes multiplicatifs satisfaisant une condition diophantienne. Les questions que nous considérons appartiennent au domaine de la théorie de la stabilité. Tout d'abord, nous examinons un corps algébriquement clos avec un sous-groupe multiplicatif distingué qui satisfait la propriété Mann. Ainsi, nous caractérisons l'indépendance qui nous permet de caractériser les groupes définissables et les groupes interprétables dans la paire. Ensuite, nous étudions les corps algébriquement clos étendu par un sous-corps propre algébriquement clos et un sous- groupe multiplicatif. Nous caractérisons les groupes définissables et interprétables dans cette triple. Nous considérons aussi l'ensemble des nombres algébriques avec des éléments de petite hauteur et nous montrons que cette théorie n'est pas simple et a la propriété d'indépendance. Puis, nous nous rapportons à la simplicité d'une certaine paire avec la conjecture de Lehmer. Enfin, nous appliquons l'analyse non standard pour prouver l'existence de certaines bornes de hauteur de la complexité des coefficients de certains polynômes. Cela nous permet de caractériser l'appartenance idéale d'un polynôme donné. De plus, nous obtenons une borne pour la fonction de la hauteur logarithmique, ce qui nous permet de tester la primalité d'un idéal / In this thesis, we deal with the model theory of algebraically closed fields expanded by predicates to denote either elements of small height or multiplicative subgroups satisfying a Diophantine condition. The questions we consider belong to the area of stability theory. First, we investigate an algebraically closed field with a distinguished multiplicative subgroup satisfying the Mann property. We characterize the independence which enables us to characterize definable and interpretable groups in the pair. Then we study the model theory of algebraically closed fields expanded by a proper algebraically closed subfield and a multiplicative subgroup. We characterize definable and interpretable groups in this triple. We also consider the set of algebraic numbers with elements of small height and we show that this theory is not simple and has the independence property. We then relate the simplicity of a certain pair with Lehmer’s conjecture. Finally, we apply nonstandard analysis to prove the existence of certain height bounds on the complexity of the coefficients of some polynomials. This allows us to characterize the ideal membership of a given polynomial. Moreover, we obtain a bound for the logarithmic height function, which enables us to test the primality of an ideal

Les travaux développés au cours de cette thèse comprennent le dessin, modélisation, synthèse et caractérisation de nouveaux matériaux polymérisés à base de fullèrene. Dans le cadre d'une utilisation au sein de cellules photovoltaïques, ces matériaux doivent démontrer propriétés telles que solubilité dans des solvants organiques, miscibilité avec le polymère absorbeur de lumière et stabilité morphologique supérieures à celles rencontrées pour les matériaux déjà en utilisation, tels les (bis-)PC60BM et les dérivés d'indene-C60. Six routes de synthèse différentes ont été étudiées et les propriétés électroniques (énergie de LUMO, électroaffinité, électrophylicité, énergies de réorganisation, intégrale de transfert et mobilité électronique) qui en résultent ont été déterminées par des méthodologies de modélisation numérique. Parmi ces composés modèles, la route dite ATRAP a été retenue pour être synthétisée vue qu'elle a été peu étudiée dans la littérature. Les propriétés physico-chimiques de ces composés synthétisés avec des différentes chaînes latérales ont été déterminées par plusieurs techniques et leur application dans des couches minces au sein des dispositifs photovoltaïques a été mise en place. Quand utilisés comme additifs, ces matériaux présentent un potentiel de stabilisation de la couche de P3HT/PC60BM, vu que la performance des cellules qui l'ont est très peu affectée. Le comportement de ces couches sous traitement thermique a montré un effet de non-stabilisation dont le mécanisme a été, lui aussi, étudié par diverses techniques expérimentales. Finalement, un mécanisme de dépolymérisation induit par lumière et/ou chaleur a été proposé. Selon ceci, la cassure de la liaison chimique entre le monomère et le fullèrene est responsable pour la création des défauts, dépolymérisation, cross-linkings et réarrangement irréversible de la couche mince. Cette cassure peut être soit thermiquement activée, soit par l'état triplet du monomère qui déstabilise cette même liaison. Outre que l'étude de ces composés, la stabilisation de l'interface organique-inorganique en dispositifs photovoltaïques, la stabilisation de la chaîne latérale des polymères conjugués et la relation entre affinité avec oxygène moléculaire et la géométrie de la molécule en question ont été adressées. Ces études parallèles ont été achevées par la proposition de nouveaux matériaux hybrides du type donneur-accepteur dérivés de hexabenzocoronene capables de s'empiler dans des structures similaires à des cristaux liquides discotiques. À partir des connaissances acquises au cours de ce document, deux composés ont été proposés et leurs propriétés électroniques montrent qu'il est possible de dessiner des matériaux qui peuvent être, à la fois, stables et efficaces pour être utilisés dans le domaine du photovoltaïque organique. / The work developed during this thesis include the design, modeling, synthesis and characterization of new polymeric materials based on fullerenes. In the optics of a use within photovoltaic cells, these materials have to present particular properties, among which a good solubility in organic solvents, a good miscibility with the light-absorber polymer as well as a morphological stability superior to those currently used materials, such as (bis-)PC60BM and the derivatives of indene-C60. Six different synthetic routes were studied and the electronic properties (LUMO orbital energy, electroaffinity, electrophilicity, reorganization energy, transfer integral and electron mobility) risen were determined by molecular modeling. Among these routes, the one called ''ATRAP'', not much studied in the literature yet, was finally retained. The physical-chemical properties of the so-synthesized materials, grafted with different lateral chains, were determined by different characterization techniques and their application in thin films for Organic Photovoltaic devices was performed. When used as additives, these materials display a potential of stabilizing the P3HT/PC60BM layer, and this does not influence the performance of the device. After a thermal treatment, this behavior was the opposite of the expected, though: a destabilization of the active layer was noted which mechanism was also studied by several experimental techniques. Finally, a depolymerization mechanism induced by light and/or heat was proposed. Within this process, the cleavage of the monomer-fullerene bond is responsible for creating defects, such as the depolymerization, cross-linkings or irreversible rearrangement of the thin layer. This cleavage can be either thermally activated or induced by the triplet state of the monomer, which also destabilizes this bond. Beyond that, this work was also interested i) to the stabilization of the organic-inorganic interface within photovoltaic devices, ii) to the stabilization of the lateral chain of conjugated polymers, as well as iii) the relation between the geometry of a carbon-based molecule and its reactivity to molecular oxygen. These studies, performed in parallel, drove to the proposition of new donor-acceptor hybrid materials based on hexabenzocoronene, which are capable of stacking over itself to form supramolecular structures similar to discotic liquid crystals. From the conclusions of this document, two products were proposed, which electronic properties reveal that it is possible to design new materials that may be stable and efficient at the same time for application in organic photovoltaics.

L'innovation de la technologie de pointe et l'exigence du marché électronique se concentrent toujours sur l'électronique bon marché, qui présente une fabrication facile, avec des performances sans cesse améliorées. Les pérovskites hybrides organiques-inorganiques, qui combinent les propriétés des semi-conducteurs organiques et inorganiques, sont des candidats prometteurs pour de futurs dispositifs opto-électroniques. L’énergie de liaison des excitons et la force d'oscillateur sont très élevées dans ces systèmes, ce qui rend possible leurs applications à température ambiante. Dans cette thèse, nous avons étudié des couches minces auto-assemblées de molécules de pérovskite (R-NH3)2PbX4. En modifiant la structure R, des pérovskites avec des propriétés optimisées (propriétés optiques d’émission, rugosité de surface et photostabilité) ont été découvertes. Nous avons aussi développé des méthodes pour fabriquer des cristaux massifs et des nanoparticules de pérovskites, et nous avons créé de nouveaux cristaux de pérovskite mixtes: (RNH3)2PbYxX4-x et AB-(NH3)2PbX4. Des cavités verticales en régime de couplage fort ont été réalisées avec ces matériaux, l’émission du polariton de basse énergie a été observée à température ambiante. / The innovation of advanced technology and the requirement of electronic market are always focusing on low cost electronics, presenting an easy processing and having enhanced performance. Organic-inorganic hybrid perovskites, which combine the properties of organic and inorganic semiconductors, are hopeful candidates for future opto-electronic devices. The exciton binding energies and oscillator strengths are very large in these systems making the applications at room temperature possible. In this thesis, we study the flexibility and photostability of self-assembled two-dimensional layered perovskites (R-NH3)2PbX4. By modifying the R structure, perovskites with optimized photoluminescence efficiency, surface roughness and photostability are discovered. We develop also some methodologies to fabricate crystal bulks and nanoparticles of perovskites, and we create new mixed perovskite crystals: (RNH3)2PbYxX4-x and AB-(NH3)2PbX4. Vertical microcavities containing these new materials and working in the strong coupling regime at room temperature have been realized, the emission of the lower energy polariton is observed.