Au cours des dernières décennies, l'utilisation de l'aluminium n'a cessé d'augmenter dans différents secteurs industriels. Par ailleurs, dans le domaine de la Conception Assistée par Ordinateur (C.A.O.), les opportunités de développement d'outils de design de l'aluminium sont encore nombreuses. Le présent mémoire propose une méthodologie générale permettant la conversion de pièces structurelles de l'acier vers l'aluminium. Une démarche définie par cinq étapes principales est élaborée à l'aide de différents algorithmes : (1) Analyse mécanique d'une pièce structurelle en acier ; (2) Définition des critères de conception ; (3) Paramétrage de la pièce ; (4) Analyses itératives de pièces d'aluminium ; (5) Élaboration des alternatives retenues et rejetées du design en aluminium. Parallèlement au développement de la méthodologie, les possibilités d'implémentation sont étudiées. Certains concepts d'automatisation sont proposés à l'aide du logiciel CATIA. Un exemple général est proposé, à la fin du mémoire, afin d'illustrer les différentes étapes de la méthodologie.

Dans ce travail on s'intéresse à la conception et au développement d'un système d'aide à la confection d'horaires. Le banc d'essai"Benchmark" utilisé est le problème d'horaires de cours dans une université basé sur l'inscription des étudiants aux cours"Post Enrolment based Course Timetabling", proposé en deuxième volet lors de la compétition internationale d'horaires en 2007"International Timetabling Competition". Le système d'aide à la confection d'horaires applique une approche heuristique basée sur la recherche locale stochastique. L'originalité du système consiste à implémenter les algorithmes de recuit simulé, recherche tabou et génétique, qui s'exécutent sur les mêmes énoncés des problèmes proposés par l'ITC et qui se partagent les mêmes structures de données et la majorité des modules de recherche locale. Ensuite une étude qualitative et quantitative de performance à produire des horaires de qualité comparable à ceux réalisés lors de la compétition est effectuée pour chaque algorithme implémenté.

La réduction de la traînée aérodynamique des véhicules dans un objectif de diminution de la consommation énergétique est en plein essor aussi bien pour les véhicules électriques que thermiques. Cette étude porte sur un tricycle à motorisation hybride dont la forme et le comportement aérodynamique sont à la frontière entre une motocyclette et une automobile. L'étude s'inspire des avancées scientifiques sur ces deux types de véhicules en matière d'aérodynamique. L'objectif principal est de réduire la traînée aérodynamique du véhicule par des modifications de l'enveloppe externe tout en assurant le refroidissement du moteur thermique et des composants de la chaîne électrique. On développe une optimisation topologique de la position des échangeurs sur le tricycle, on conçoit et fabrique un prototype en fonction des résultats d'optimisation. Ensuite, on valide le prototype par des essais en soufflerie et on caractérise son aérodynamique ainsi que la sensibilité de la traînée du véhicule suivant des paramètres comme la vitesse, l'angle de lacet, etc. En n, l'étude s'oriente vers une approche d'optimisation globale multidisciplinaire permettant d'atteindre l'objectif principal en fonction des contraintes ayant trait au projet.

Cette thèse propose un nouveau type de systèmes de ré-écriture, appelé les systèmes de réécriture fonctionnels. Nous montrons que notre modèle a la puissance d'expression des systèmes de ré-écriture et qu'il est bien adapté à l'étude de propriétés de sûreté et de propriétés de logique temporelle de modèles.Nous avons mis en évidence une sous classe de systèmes fonctionnels, les élémentaires et les élémentaires à droite, préservant la puissance d'expression des systèmes fonctionnels et des techniques d'accélération des calculs aboutissant à un outil de vérification symbolique efficace.Dans la partie expérimentale, nous avons comparé notre outil, d'une part avec des outils de ré-écriture tels que Timbuk, Maude et TOM, d'autre part avec des outils de vérification tels que SPIN, NuSMV, SMART, HSDD. Nos benchmarks démontrent l'efficacité des systèmes fonctionnels élémentaires pour la vérification de modèles.

Le but de cette thèse est d'utiliser plusieurs résultats profonds de géométrie diophantienne et de géométrie algébrique pour obtenir des applications à la factorisation des polynômes lacunaires. Dans la première partie, on décrit un algorithme qui détermine une représentation des points de torsion d'une sous-variété de Gn m définie par des polynômes lacunaires. La complexité de cet algorithme est quasilinéaire en le logarithme du degré des polynômes définissant cette sous-variété. Dans la seconde partie, on s'intéresse à des systèmes surdéterminés d'équations polynomiales. On décrit un algorithme qui permet d'écrire les zéros communs de trois polynômes à deux variables comme une réunion finie d'intersections complètes en dehors d'un ouvert de A2. La complexité de cet algorithme est encore quasi-linéaire en le logarithme du degré des polynômes en entrée mais cet algorithme dépend de la validité de la conjecture de Zilber qui est encore à ce jour un problème ouvert.

Les algorithmes génétiques sont des méthodes d'optimisation destinées à des problèmes complexes. Ils peuvent jouer un rôle intéressant dans le cadre de la protéomique. Cette discipline est assez récente, elle étudie le patrimoine en protéines des individus. Elle produit des données de grande dimension. <br />La première partie aborde l'histoire, le fonctionnement des algorithmes génétiques et certains résultats théoriques. La partie suivante détaille la mise au point d'un tel algorithme pour la sélection de biomarqueurs en spectrométrie de masse et l'alignement de gels d'électrophorèse 2D. Cette partie met en évidence la difficulté de construction du critère à optimiser. La dernière partie aborde des résultats théoriques. La convergence des algorithmes génétiques avec élitisme est démontrée dans le cas non homogène et de mutations dirigées. Nous avons ensuite construit un critère de convergence alliant fondements théoriques et applicabilité, basé sur les occurrences de la solution localement optimale. Enfin, l'efficacité de l'introduction d'événements catastrophiques dans la résolution pratique de certains problèmes de convergence est montrée.

Ces dernières années, la phase de roulage au sol des avions a été mise en avant dans l'étude des retards aériens sur les grands aéroports. Cependant, le lien entre cette phase et l'optimisation des séquences d'avions sur les pistes reste encore peu étudié. L'objectif de réaliser des séquences optimales sur les pistes doit pourtant permettre de mieux gérer le trafic au sol, pour respecter les créneaux de décollage imposés tout en réduisant les retards des avions : dans cette thèse, un algorithme de calcul de séquences optimales est mis en place et intégré à la gestion du trafic au sol, modélisée comme un problème de résolution de conflits entre avions. Deux méthodes d'optimisation sont alors comparées : une méthode déterministe (utilisant un algorithme de type branch and bound) et une méthode stochastique (utilisant un algorithme génétique). Chacune des deux méthodes pouvant fonctionner avec et sans considération des séquences optimales sur les pistes. Les simulations effectuées montrent qu'une réduction significative des retards peut être espérée lorsque les séquences sont optimisées et anticipées. La méthode stochastique trouve de meilleures solutions, notamment en ce qui concerne la gestion des arrivées, mais la méthode déterministe reste intéressante, grâce à son temps de calcul bien plus rapide. / In the last few years, many studies concerning air traffic delays have focused on ground traffic management at busy airports. However, the link between the aircraft taxiing stage and runway scheduling optimisation is still rarely considered. Performing optimal aircraft sequences on runways should allow us to enhance the taxiing stage, while applying calculated take-off slots and reducing globally the aircraft mean delay. In this thesis, an algorithm is first defined to compute optimal aircraft schedules on runways. It is then integrated into the ground traffic management process, modeled as a conflict resolution problem between aircraft. A deterministic method (using a branch and bound algorithm) and a stochastic method (using a genetic algorithm) are both used to try and solve this problem. Each of these methods can work with and without the consideration of optimal runway scheduling. The simulations carried out show that the anticipation of the optimal runway schedules can yield a significant delay reduction for airport ground traffic. The stochastic method provides the best solutions, especially for arriving aircraft, while the deterministic method remains a considerable option because of its very fast running time.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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