Systèmes-de-systèmes (Systems-of-Systems, SoS) sont des systèmes à logiciel prépondérant de grande échelle, complexes et souvent critiques dont l’importance n’a cessé de croître dans cette décennie. C’est le cas, par exemple, des SoS pour les réseaux intelligents d’énergie, les transports multimodaux et les villes intelligentes. On retrouve les SoS dans des domaines d’application très variés tels que l’environnement, le transport, l’énergie, la santé, l’aérospatiale, l’aéronautique et l’automobile. Pour maîtriser la complexité de tels systèmes évolutionnaires à logiciel prépondérant, il est fondamental de pouvoir concevoir leurs architectures logicielles afin de satisfaire leurs exigences fonctionnelles et non-fonctionnelles. En particulier, il est nécessaire de modéliser et exécuter des processus systématiques pour concevoir les architectures logicielles de SoS. Malgré ce besoin croissant, la plupart de leurs architectures logicielles sont encore développées de manière ad hoc. En général, il y a un manque de processus structurés pour concevoir les architectures des SoS. Cet état de l’art entrave leur développement, notamment pour les applications critiques. Cette thèse présente SOAR (General Process for Acknowledged SoS Software Architectures) qui rend possible la mise en place de processus de conception architecturale pour SoS reconnus. Ce framework de processus a été conçu pour fournir différents niveaux de support en fonction des différents contextes de développement de SoS. Il comprend un noyau de haut niveau qui décrit ce qu’il faut faire pour la conception des architectures de SoS et ainsi que trois pratiques avec des activités spécifiques et des produits de travail pour guider l’analyse, la synthèse et l’évaluation architecturale. SOAR a été implémenté à l’aide d’Essence (Kernel and Language for Software Engineering Methods), un Standard OMG/SEMAT. Afin de valider SOAR, trois enquêtes, une étude de viabilité et une expérimentation ont été menées. Les résultats obtenus dans ces trois études montrent que SOAR répond positivement au besoin exprimée. / System-of-Systems (SoS) refer to complex, large-scale, and often critical software-intensive systems whose importance has rapidly grown over this decade. This is the case, for instance, of SoS for energy grids, multimodal traffic control, and smart cities. We find SoS in different application areas as diverse as environment, transportation, energy, healthcare, aerospace, aeronautics, and automotive. For mastering the complexity of such evolutionary software-intensive systems, it is fundamental to be able to design their software architectures for satisfying both functional and non-functional requirements. In particular, there is the need to model and enact systematic processes to design SoS software architectures. Despite this increasing necessity, most of the SoS software architectures have been still developed in an ad hoc manner. In general, there is a lack of structured processes for architecting SoS. This state-of-art hinders SoS development, in particular for critical applications. This thesis presents SOAR (General Process for Acknowledged SoS Software Architectures) that supports the modeling and enactment of architectural design processes for acknowledged SoS. Conceived to provide different levels of support according to different SoS development contexts, it comprises a high-level kernel that describes what must be done when architecting SoS and also three practices with specific activities and work products to guide how to perform architectural analysis, synthesis, and evaluation. SOAR was implemented using Essence (Kernel and Language for Software Engineering Methods), an OMG/SEMAT Standard. To validate SOAR, three surveys, a viability study, and an experiment were conducted. Results achieved in these studies indicate that SOAR positively meets the expressed need.

Afin de comprendre les mesures spectroscopiques, il est d'une grande importance de comprendre les processus physiques au niveau microscopique à cause du rôle des électrons (et des noyaux) dans le système. Le traitement de ces particules nécessite, au moins, un niveau de mécanique quantique pour le système d'intérêt. La présence des éléments lourds dans le système aggrave la situation à cause de l'obligation de tenir en compte, en plus du grand nombre de particules, les effets relativistes. Après un premier chapitre sur les différentes méthodes théorique, le second chapitre explore les méthodes d'embedding qui peuvent apporter des solution dans le cas où un traitement quantique pour tout le système est demandé. La suite de ce travail concentre sur l'exploration de la performance de la méthode Frozen Density Embedding dans la description des propriétés électroniques (Potentiels d'ionisation des halogénures solvatés ) dans les chapitres 3 et 4 et des propriétés magnétiques (Écrantage RMN et couplage J) dans le chapitre 5. / In order to understand spectroscopic measurements, it is important to understand the physical processes taking place at a microscopic scale, since these are related to the behaviour of the electrons (and nuclei) in the system. The treatment of such particles requires one way or another a quantum mechanical treatment of the atoms and molecules that make up a given system of interest. This means that in order to achieve that we must perform theoretical sim- ulations and, if such systems contain heavy elements, this is a particularly dicult task, since we not only have to deal with the large number of particles but also include relativistic e↵ects. These diculties have motivated the development of several theoretical approaches that sim- plify the treatment of at least part of the total system. This thesis investigates the use of the Frozen Density Embedding (FDE) approach to the calculation of molecular properties of complex systems. FDE is a formally exact method with which we can separate a complex molecular system into subsystems and choose the most suit- able electronic structure approach to treat each of these. With this separation, we can focus the computational e↵ort into one or a few subsystems of interest and treat them very accurately with relativistic electronic structure methods that include spin-orbit coupling, while the e↵ect of the remaining subsystems (environment) on the system of interest is treated at a suciently high level of accuracy. Our first interest was in the quantum mechanical description of ionisation energies for molecular aggregates of microsolvated halides, such as found in water droplets. We have ex- plored the sensitivity of these energies to structural changes around the halides and among the waters, and how these energies evolve with the size of the aggregate, with our results being in quantitative agreement with experimental data, and we have predicted the ionisation energies of the heaviest of halides, astatide, which is of interest as a radiotherapeutic agent. Our results demonstrate that with the combination of relativistic EOM-CC for the active subsystem and DFT for the environment, a↵orded by FDE, one can rival with quite sophisticated theoretical approaches based on periodic quasi-particle calculations which are the current state-of-the-art for condensed matter simulations. We have also explored the performance of FDE for the description of solvent e↵ects on magnetic properties (indirect spin-spin couplings and NMR shielding tensors) for a complex PtTl(CN)5 containing a metal-metal bond between the heavy centres (Pt, Tl), this time purely at relativistic DFT level. For spin-spin couplings, we have shown that much like prior theoretical results, we require an extensive first hydration shell around the complex, but nevertheless arrive at a semi-quantitative agreement with experiment. For NMR shieldings on the other hand, FDE allows us to significantly reduce the amount of water molecules explicitly added to the active subsystem to the first hydration shell around the Tl atom. This might open up the perspective to employing FDE with more accurate with more accurate electronic structure methods for this property for this class of compounds.

Depuis leur découverte, les propriétés des nanotubes de carbones ont largement été étudiées. L’étude de la pertinence scientifique et de la faisabilité d’un commutateur NEMS RF ohmique et capacitif constitue un axe de recherche dont les résultats seraient susceptibles d’être supérieurs aux performances des MEMS RF. Il existe trois géométries de commutateurs, la poutre, le pont et la pince. Cette thèse propose une étude approfondie d’un NEMS RF en configuration pince par une explication détaillée de l’ensemble des étapes de dimensionnement, de fabrication et de caractérisation. Une recherche bibliographique a défini les éléments théoriques indispensables à la maîtrise et à la cohérence de cette démarche scientifique. Différentes expérimentations en croissance de nanotubes de carbone par la méthode PECVD sur un empilement de différents matériaux susceptibles de composer le NEMS ont été réalisées pour aboutir à une structure répondant aux exigences physiques d’un NEMS RF et à la contrainte thermique de synthèse PECVD (600°C à 800°C). Les expérimentations effectuées en commutation sur des commutateurs NEMS illustrent la réalisation et le fonctionnement de ces structures. Les résultats encourageants en simulation hyperfréquence et la faisabilité de NEMS RF apportent une crédibilité à la poursuite de ces travaux, avec pour objectif, des mesures expérimentales en hyperfréquence confirmant ou infirmant les modèles théoriques et les simulations. / Since their discovery, the properties of carbon nanotubes have been widely studied. The study of scientific relevance and feasibility of an ohmic and capacitive RF NEMS represents an area of research whose results would likely exceed the performances of RF MEMS. There are three switch designs, the cantilever, the bridge and the tweezer. This thesis offers a comprehensive study of RF NEMS switch in a tweezer configuration with a detailed explanation of all phases of modelization, fabrication and characterization. A literature search set the necessary theoretical elements for the knowledge and the consistency of this scientific process. Various experiments on the carbon nanotubes growth by PECVD method on a stack of different materials likely to compose the NEMS have been realized to result in a structure meeting the physical specifications of a NEMS RF and the thermal stress in PECVD synthesis (600°C to 800°C). The commutation experiments carried out on the NEMS switch illustrate the fabrication and the operation of these structures. The encouraging results in high frequency simulation and the fabrication of RF NEMS have brought credibility to the continuation of this work, with the objective of experimental measurements at high frequency in order to confirm or refute the theoretical models and the software simulations.

Dans le cadre de recherches sur les analogues thiophéniques de l’acide anthranilique, nous avons préparé ceux-ci soit au départ de béta-chloroacrylonitriles par une suite de condensation et de cyclisation, soit à partir de dérivés cétoniques en utilisant la méthode de Gewald. L’accès aux béta-chloroacrylonitriles béta-substitués utilise une séquence réactionnelle développée au laboratoire. Nous avons ensuite utilisé la présence de fonction amine ou acide (sous forme d’ester) pour la synthèse des systèmes condensés tels les pyrimidinones par condensation avec le chlorhydrate de chloroformamide, lactames ou o-phénylènediamine. La possibilité d’accès à partir des dérivés amino-ester aux dérivés aminés nous a permis la construction de nouveaux systèmes hétérocycliques substituant du noyau thiophénique tels les 2-chloro N-(3-thiényl) acétamides, isothiocyanates et N-(3-thiényl) thio-urée, utilisés pour la synthèse des systèmes condensés tels les 1,3-thiazolidinones et les thiéno[3,2-d][1,3]thiazoles. / We prepared thiophene analogues of anthranilic acid starting either from béta-chloroacrylonitrile followed (by condensation and cyclisation) or from ketone derivatives (Gewald’s method).Acces to b-substituted b-chloroacrylonitriles was done using a pathway developed in the laboratory.Those o-amino ester compounds allowed the synthesis of condensed thiophenes like thiopyrimidinones via with chloroformamide hydrochloride, lactams or o-phenylenediamine.Saponification followed by decarboxylation of the same o-amino ester thiophenes led to 3-NH2-thiophenes. Conversation in 2-Cl-N-3-thienyl acetamids, isothiocyanates and N-3-thienyl thiouea and their subsequent transformation gave new heterocyclic scaffold: 1,3-thiozolidinones and thieno[3,2-d][1,3]thiazoles.

Le travail de recherche initié dans cette thèse de doctorat s’inscrit dans le contexte du projet européen InTraDE (Intelligent Transportation for Dynamic Environment). Les aspects théoriques développés concernent la modélisation graphique de Système de systèmes (SdS). Ces derniers peuvent être modélisés sur plusieurs niveaux, allant du niveau microscopique au niveau macroscopique. Une approche à base d'hypergraphe est utilisée pour représenter les différents niveaux hiérarchiques d’un SdS ainsi que les propriétés fondamentales qui le définissent : l'indépendance, la coopération, la dispersion, et l'évolution des composants systèmes qui le constituent. La modélisation graphique proposée permet d’élaborer une stratégie de supervision en ligne en suivant les parcours ascendant et descendant de l'hypergraphe. Pour gérer le fonctionnement global des composants systèmes à un niveau de modélisation donné, un modèle graphique dynamique est extrait de l'hypergraphe. Ce dernier, permet d’appliquer une stratégie d'optimisation en ligne. Appliquée au système de transport intelligent, cette approche permet de déterminer à chaque instant le temps que mettra le véhicule autonome et intelligent pour atteindre sa cible lorsqu’il évolue dans un environnement évoluant en permanence. / This work has been realized in the framework of the European project InTraDE (Intelligent Transportation for Dynamic Environment). The main scientific contribution focuses on graphical modeling of System of Systems (SoS) in the engineering field. To model such systems, a graphical method based on hypergraph approach is proposed. Hypergraphs are used to describe the multiple hierarchical levels of a SoS and to describe its associated fundamental properties such as: the independence, cooperation, dispersion and the evolution of the component systems. Through this graphical modeling, online supervision strategies can be directly deduced. To manage the global operating of the component systems at a specific level, a dynamic graphical model is extracted from the hypergraph. This later allows the elaboration of an online optimization strategy. As a case study, an intelligent transportation system is considered. An online optimization algorithm currently updates, the time used for each intelligent autonomous vehicle to reach its target, in a permanently evolving environment.

Depuis la révolution industrielle, l'Homme développe des systèmes industriels pour satisfaire ses exigences de production. Mais exploiter ces installations n'est pas sans risques pour les utilisateurs. De ce fait, l'analyse des risques s'est largement développée durant ces dernières décennies. En effet, si dans les années 70, les études se focalisaient sur les défaillances technologiques, des accidents ont souligné l'importance des facteurs humains et organisationnels dans leur occurrence. Si bien que dans les années 80, des méthodes consacrées à l'identification de ces facteurs ont émergées. Ces études, impliquant différentes disciplines, étaient jusqu'alors conçues et conduites séparément les unes des autres. Cet état de fait amène à une sectorisation des analyses et ne permet pas d'avoir une vision globale de la situation étudiée. Mais, depuis peu, des méthodologies proposent d'intégrer (partiellement) ces dimensions dans la démarche d'analyse. Le manque d'intégration constitue aujourd'hui une problématique, scientifique et industrielle, pour les exploitants de systèmes critiques. Ainsi, notre contribution porte sur le développement d'une méthodologie permettant l'analyse de risques de systèmes socio-techniques en exploitation. Ce type d'analyse vise à probabiliser le risque à des fins d'aide à la décision. En ce sens, nous proposons une démarche de formalisation, d'intégration, de représentation et de modélisation des différentes connaissances du système. Le modèle présenté permet d'identifier l'ensemble des causes menant à l'occurrence d'un événement critique, en considérant les données techniques du système et les données liées aux opérateurs et à l'organisation. / Since the industrial revolution, human being develops industrial systems to meet his production needs. But the operation of such facilities involves risks for the users. As a result the risk analysis has expanded during these last decades. Indeed, if in the Seventies, the studies were focused on the technological failures, several major accidents have underlined the importance of human and organisational factors in their occurrence, and have changed this initial way of thinking. So that in the Eighties, different methods allowing an identification of these factors have emerged. These studies, implying different fields of expertise, were so far independently built and applied. This fact leads to sector-based analyses and prevents from having an overall view of the studied situation. But, recently, some methodologies propose to (partially) integrate these different methods to study risks in a global approach. This lack of integration constitutes nowadays a scientific and industrial issue for the owners of critical systems. Thus, our contribution concerns the development of a methodology enabling the risk analyses of socio-technical systems in operation. This kind of analysis aims to probabilistically estimate risks for helping the decision-making. In that way, we propose an approach that enables to formalise, integrate, characterise and represent the different knowledge of the system. Our model allows an identification of the whole of the causes that lead to the occurrence of a critical event, by considering the technical data of the system and the data related to human operators and organisational features.

Dans de nombreuses applications modernes, l’interaction de plus en plus importante entre les systèmes numériques (ordinateurs, logiciels, composants logiques, etc.) et les processus physiques (relations entre signaux continus) a conduit, en Automatique, à l’émergence et à la formalisation des systèmes dits hybrides. Formellement, les systèmes hybrides peuvent être définis comme des systèmes mixtes où interagissent des phénomènes de nature à la fois continue et événementielle. L’analyse et la conduite de tels systèmes comme de tout autre type de système dynamique nécessitent bien souvent que l’on dispose d’un modèle mathématique de ces systèmes. Ainsi, nous nous intéressons dans ce travail, à l’identification de systèmes hybrides linéaires à partir de mesures entrée-sortie. Après avoir fait le point sur les méthodes disponibles dans la littérature récente en relation avec ce sujet, nous mettons en évidence la nécessité de développer des méthodes d’identification de systèmes hybrides multivariables dans le contexte très délicat où ni le nombre de sous-modèles constitutifs du système hybride, ni les ordres de ces sous-modèles, ni leurs paramètres ne sont connus a priori. Nous considérons d’abord des modèles d’état à commutations. Pour estimer ces modèles par les méthodes des sous-espaces, il est indispensable de contrôler dans l’espace d’état, les bases de représentation des matrices de paramètres associées aux différents sous-modèles à estimer. Cela nous a conduit au développement de nouvelles techniques d’identification structurée de modèles linéaires d’état qui possèdent cette propriété. Nous généralisons ensuite les techniques ainsi développées à l’identification de systèmes multivariables commutants, représentés par des modèles d’état. Cependant, dans le cas général, l’identification de modèles d’état hybrides est limitée par de sévères problèmes de complexité numérique. De ce fait, nous étudions le cas particulier où les instants de commutation sont séparés par un certain temps de séjour minimum dans les différents modes du système. Afin de nous affranchir de cette contrainte, nous investiguons l’identification de modèles MIMO commutants de type Auto-Regressif à entrée eXogène (ARX). Nous généralisons alors la méthode algébro-géométrique (GPCA) à l’identification de systèmes multivariables, discutons quelques problèmes de complexité numérique et suggérons des alternatives. La dernière partie du travail est consacrée à la validation de nos méthodes sur des exemples de simulation. / In many modern applications, the increasing interaction between digital systems (computers, software, logical components, etc.) and continuous physical processes (relations between continuous signals) have given rise to the formalisation of the so-called hybrid systems. Formally, hybrid systems can be regarded as models that exhibit both continuous and discrete-event phenomena. The analysis and the control of such systems requires generally that one has a mathematical model of them. To this purpose, we consider in this work the identification of linear hybrid systems from input-output data. First, we briefly review the recent literature on the subject and then pointed out the need of developing new methods for hybrid multivariable systems identification in the very challenging context where neither the number of submodels of the hybrid system, nor the respective orders of these submodels, nor their parameters are known a priori. We first focus on the case of switched linear state space models. In order to estimate these models using subspace methods, it is necessary to control the state space basis in which the model matrices will be estimated. This aspect of the problem leads us to the development of new structured subspace identification methods for linear state space models. We then extend these methods to the estimation of switched linear state space models. However, in a general framework, the identification of such models is severely restricted by the issues of numerical complexity. Consequently, we turn to the particular case where the switching times are separated by a certain minimum dwell time. We then propose an algorithm that estimates online the orders and the parameters of the differents submodels. Finally, to escape the constraint of dwell time we consider the identification of MIMO switched ARX models. We hence generalized the GPCA algorithm to the identification to multivariable systems, discussed some issues of numerical complexity and suggested some alternatives.

La multiplication des équipements informatiques augmente la consommation d'énergie de la maison numérique. Pour limiter cette tendance, les équipements de l'électronique grand public contrôlent leur consommation d'énergie individuellement. Les environnements répartis offrent de nouvelles opportunités de gestion de la consommation d'énergie des équipements. Ce travail propose de mettre en place une coordination intelligente entre les équipements afin de limiter la consommation énergétique de l'ensemble de ces équipements tout en délivrant les mêmes services. Notre approche déplace des composants logiciels d'un équipement à l'autre afin de maximiser l'efficience énergétique. Ces déplacements sont contraints par l'environnement et par les besoins des composants logiciels, i.e., l'hétérogénéité, la dynamicité et la qualité de service. L'hétérogénéité nécessite une modélisation de chaque équipement et de chaque service suivant des critères différenciant, e.g., ressources matérielles, présence de l'utilisateur. La dynamicité requiert de modifier la répartition des composants logiciels lorsqu'un événement significatif survient, e.g., apparition d'un équipement, afin de conserver l'efficience énergétique. Enfin, la mise en place de solutions moins énergivores ne doit pas impacter la qualité de service, e.g., satisfaire les besoins en ressources matérielles des composants logiciels. Nous proposons une modélisation de ces propriétés. Ce modèle est ensuite considéré par un système décisionnel autonome qui prend la décision de modifier la répartition des composants sur les équipements afin d'atteindre l'objectif d'efficience énergétique tout en satisfaisant à la qualité de service. / The proliferation of computer devices increases the energy consumption of the digital home. To limit this tendency, consumer electronic devices control their own energy consumption. Distributed environments offer new opportunities to manage the energy consumption of a set of devices. This work proposes to set an intelligent coordination between devices in order to limit the energy consumption of the set of devices while providing the same services. Our approach moves software components from one device to another in order to maximize the energy efficiency. The migrations are constrained by both the environment and the needs from software components, i.e., the heterogeneity, the dynamicity and the quality of service. Heterogeneity needs a model of each device and each service according to different criterion, e.g., hardware resources, user presence. Dynamicity needs to modify the distribution of the software components when a relevant event occurs, e.g., appearance of a device, in order to conserve energy efficiency. Finally, less energy consuming solutions must not impact the quality of service, e.g., satisfying the required hardware resources of the software components. We propose to model those properties. This model is then considered by an autonomic decision-making system. On the observation of relevant events, the system takes the decision to modify the distribution of the software components on the devices in order to reach the energy efficiency goal while satisfying to the quality of service.

Nous développons une problématique particulière basée sur l'articulation de quatre grandes dimensions : l'analyse des conflits en termes de processus d'escalade, les phénomènes psychosociologiques de communication interpersonnelle et de positionnement dans la relation (Ecole de Palo-Alto), les dimensions culturelles et enfin les trajectoires individuelles notamment en termes d'habitus au sens de Bourdieu et développé par Lahire. Celui-ci est appliqué à l'étude de trois cas de conflits, dans un centre social en France, une université au Canada et un organisme culturel en Russie. Le conflit commence au sein de relations interpersonnelles par des positionnements relationnels incongruents au sens de l’Ecole de Palo-Alto (disjonctions relationnelles). De nombreux processus « classiques » en psychosociologie se combinent : construction d’identité sociale intergroupe, facilitation sociale, polarisation, illusion groupale (group thinking), et autres. Nous analysons sur ces cas comment ces processus catalysent le conflit interpersonnel pour aboutir ou non à une socialisation du conflit. Les analyses montrent comment les aspects proprement individuels et interpersonnels, de par les positionnements relatifs des personnes et au premier chef d'entre elles des phénomènes de communication, créent des escalades conflictuelles. Une analyse en termes de stratégies d’acteurs se révèle alors insuffisante pour comprendre les dynamiques de conflit. L’ensemble des processus, dans un « complexe de situation », débouchent sur une dynamique de conflit dans lequel au final tous les partenaires sont perdants. Les analyses de cas soulignent que les facteurs contextuels (habitus, champs, cultures, dont les cultures nationales, etc.) ne sont pas déterminants, ils sont actants via leur internalisation dans les comportements des personnes dans la situation actuelle. / We develop an approach based on articulation of four main dimensions: the analysis of conflicts in terms of process of escalation; the psychosociological phenomena of interpersonal communication and positioning in the relation (Palo-Alto School); the cultural dimensions; and the individual trajectories in particular in terms of habitus in the meaning of Bourdieu and as developed by Lahire. Our global theoretical model is applied to three case studies of conflicts in a community center in France, a Canadian university and a cultural institution in Russia. The conflict begins within interpersonal relations with relational incongruent positioning in the meaning of the Palo-Alto school (Relational disjunctions). Numerous "classic" psychosociological processes are also combined: construction of intergroups social identity, social facilitation, polarization, group thinking. This analysis shows how the individual and interpersonal aspects, due to the interacting positionings of people, eventually result in conflict escalation. These cases illustrate how relational interlinks and psychosociological processes at the individual as well at the interpersonal levels turn to be out of control of implied people. An analysis in terms of actors' strategies then appears insufficient to understand the conflict dynamics. All these processes, constructing a "complex of situation", results in a social conflict in which finally all protagonists are losers. The cases analysis underline that contextual factors (Habitus, fields, cultures, including national cultures, and so on) are not determinant; they are "acting" through their internalization in people’s behavior in the present situation.

L’objet de cette thèse est la convergence structure-fonction dans les systèmes complexes et ses applications aux systèmes vivants et aux systèmes technico-économiques. Après avoir défini la modularité et identifié les difficultés associées à sa définition, cette thèse formalise le concept de convergence structure-fonction dans les systèmes évolutifs et fonctionnels et montre son intérêt pour l’évolutivité et la robustesse de ces systèmes. Ensuite, elle applique ce concept à des problématiques réelles de systèmes évolutifs et fonctionnels en biologie et en économie afin d’illustrer son utilité. Ainsi, dans le cadre de la génomique, cette thèse montre que la longueur des opérons bactériens, qui sont à la fois des modules structurels et fonctionnels, est limitée du fait de contraintes dues à l’interaction des mécanismes de transcription et de réplication. Ensuite, elle fait l’hypothèse que la modularité structurelle des points chauds de recombinaison correspond au moins partiellement à la modularité fonctionnelle des gènes. Ceci permet de développer une nouvelle méthode d’analyse des études d’association génétique basée sur un découpage en régions géniques du génome dans le but de faciliter la compréhension du mécanisme fonctionnel de leur action sur le caractère étudié en analysant directement l’association de gènes ou de groupe de gènes avec ce caractère. Sur le plan structurel, les résultats sont d’une qualité comparable à ceux des méthodes classiques. En revanche, le découpage en régions devra encore être affiné afin d’obtenir une analyse fonctionnelle pleinement utile. Enfin, dans le cadre de la libéralisation du marché européen de l’électricité, la correspondance effective entre structure et fonction de chaque acteur issu de la restructuration fait supposer que le principe de convergence structure-fonction y est bien appliqué. Cependant, des difficultés subsistent avant de parvenir à mettre en place des relations structurelles permettant d’atteindre l’optimum souhaité. Celui-ci inclut des échanges d’énergie à l’origine des contraintes couplantes entre les acteurs. A partir de la théorie de la décomposition par les prix, nous proposons un cadre permettant de définir des tarifs propres à les faciliter, en particulier celles liant producteurs et transporteurs. En conclusion, cette thèse montre (a) la limite à la convergence structure-fonction que constitue la limite de la longueur des opérons bactériens, (b) la faisabilité de l’utilisation d’un découpage basé sur les limites de gènes afin d’analyser des études d’association génétique à grande échelle et (c) l’importance d’améliorer « la grande boucle » des relations entre producteurs et transporteurs d’électricité afin d’assurer l’optimisation conjointe des investissements en capacité de production et de transport. Elle synthétise l’ensemble de ces résultats dans le cadre conceptuel de la convergence structure-fonction qui postule que la modularité structurelle des systèmes évolutifs et fonctionnels tend à se superposer à leur modularité fonctionnelle afin de leur apporter robustesse et évolutivité. / The aim of this thesis is to investigate the structure-function convergence in complex systems by way of applications to living systems and technical-economical systems. Once having both defined modularity and identified the difficulties coupled to its core definition, this thesis formalizes the structure-function convergence in evolutive and functional systems and illustrates the interest of this concept with regard to the evolvability and robustness of these systems. Furthermore, this concept is applied to open questions in real biological and economic systems. In the field of genomics, this thesis establishes that the length of bacterial operons, which are structural and functional modules at the same time, is limited by the interactions of transcription and replication mechanisms. Then, this thesis make the hypothesis that the modular structure defined by recombination hotspots at least partially corresponds to the functional modularity defined by genes. This enables to develop a new method to analyse genetic association studies. It is based on a partition of the genome into bins with boundaries based on gene boundaries. This method renders easier the understanding of the functional mechanism of their action on the studied character. Indeed, it analyses directly the association of individual or group of genes with this character. On the structural level, results are of a quality comparable to those obtained obtained through standard methods. However, the gene based partition will need to be refined in order to obtain a fully useful functional analysis. Finally, when considering the opening-up of the European electricity market, the correspondence between structure and function of actors issued from the reorganization suggests that the structure-function convergence principle is correctly applied. However, the present structural relationships between actors prevent the system from reaching the desired optimality. This optimality includes energy exchanges which impose coupling constraints on the system. Thanks to the price decomposition theory, we propose a framework to define tariffs useful to improve such relationships, particularly those linking production and transmission operators. As a conclusion, this thesis shows (a) the limit of structure-function convergence implied by the length limit of bacterial operons, (b) the feasibility of a gene based bin analysis of genome-wide genetic association studies, (c) the importance of improving the relationships between production and transmission operators in order to assume a joint optimization of investments in production and transmission capacities. This thesis sums up these results in the conceptual framework of structure-function convergence, which postulates that the modular structure of evolutive and functional systems tend to superimpose their functional modularity in order to give them robustness and evolvability.