L'étude de la p-variation d'un processus en probabilité n'est pas nouvelle.<br>Elle est en effet initiée par des auteurs parmi lesquels, on peut citer Lévy (1940), Blumenthal et Getoor (1960, 1961), Monroe (1972), Bretagnolle (1972) et Lépingle (1976). <br>Elle a connue un engouement ces dernières années en relation avec leur utilité révélée dans l'estimation de la volatilité et les tests de présence de sauts en mathématiques financières.<br>Dans cette thèse, nous généralisons certains résultats obtenus dans ce domaine avec des fonctions test qui dépendent de l'aléa, du temps et du l'espace.<br>Nous prouvons la convergence des processus étudiés et sous certaines conditionsnous donnons le théorème central limite associé.<br>Les résultats obtenus peuvent servir également en statistique des processus concernant la convergence des fonctions de contrastes.

Le problème du sac-à-dos à contraintes disjonctives (DCKP) est une variante du sac-à-dos normal. C'est un problème dans lequel certains objets peuvent être incompatibles avec d'autres. Le DCKP apparait, souvent, comme sous problème d'autres problèmes d'optimisation combinatoire plus complexes.

Cette thèse porte sur l'étude des propriétés asymptotiques des p-variations de processus observés de manière discrète dans le temps et entachés d'une erreur d'arrondi en espace. Cette thèse comporte trois parties ; le chapitre 1 est consacré à des rappels sur les semimartingales et les types de convergences étudiés. Dans le chapitre 2, nous étudions les p,q-variations associées à un mouvement brownien bidimensionnel arrondi lorsque les pas de temps et d'espace tendent vers 0. Leur comportement dépend de deux paramètres : le premier est le rapport entre le pas d'arrondi et la racine du pas de temps, les résultats différant radicalement selon que ce paramètre converge ou diverge ; le second est la matrice de covariance associée au mouvement brownien. Lorsque celle-ci est inversible, le comportement des p,q-variations avec arrondi est une généralisation naturelle de celui des p-variations d'un brownien unidimensionnel arrondi. Lorsque par contre la matrice de covariance est dégénérée, les deux composantes du brownien sont proportionnelles et nous obtenons des lois des grands nombres très différentes selon que le rapport entre les deux est ou non rationnel. Le chapitre 3 s'intéresse au comportement asymptotique des p-variations d'une semimartingale arrondie. Nous montrons dans un premier temps des lois des grands nombres pour les p-variations renormalisées ou non renormalisées, ainsi qu'une généralisation à des semimartingales bidimensionnelles continues. Lorsque cela est possible, c'est-à-dire pour des p-variations non-renormalisées, nous prouvons ensuite des théorèmes centraux limites associés, au prix d'hypothèses supplémentaires sur la structure de la semimartingale.

Un germe équidimensionnel réduit d'espace analytique est dit quasi-odinaire s'il admet une projection finie sur un espace lisse, dont le lieu discriminant est un diviseur à croisements normaux. Le thème de ce travail est la généralisation aux germes quasi-ordinaires de liens connus entre divers invariants des germes de courbes planes. Dans le premier chapitre nous présentons une vision d'ensemble du concept de racine approchée d'un polynôme. Nous insistons sur les applications à l'étude des germes de courbes planes, en montrant que pour la plupart de ces applications, le concept plus général de semi-racine est suffisant. Au début du deuxième chapitre nous utilisons la géométrie torique pour construire une normalisation des germes quasi-ordinaires. Pour les germes irréductibles, de dimension 2 et dimension de plongement 3, nous donnons un algorithme explicite de normalisation, puis nous leur associons de manière intrinsèque un semi-groupe. Nous en déduisons une nouvelle preuve de l'invariance des exposants caractéristiques normalisés. Le concept de semi-racine est essentiel dans notre démarche. Dans le troisième chapitre nous donnons un théorème de factorisation pour la dérivée d'un polynôme quasi-ordinaire, lorsque cette dérivée est elle-même quasi-ordinaire. Ceci généralise un théorème connu sur la structure des courbes polaires des germes de courbes planes. Pour le formuler, nous introduisons l'arbre d'Eggers-Wall, qui permet de factoriser les germes comparables en fonction de leur contact avec le germe étudié. Dans le dernier chapitre nous interprétons topologiquement l'arbre d'Eggers-Wall et la factorisation des germes comparables, dans le cas des germes de courbes planes. Pour cela, nous prouvons un théorème général sur la localisation à isotopie près des noeuds isolables et sédentaires dans les variétés compactes, orientables et irréductibles de dimension 3, dont le bord est formé uniquement de tores.

Cette thèse traite de la résolution numérique des équations de Fredholm de seconde espèce faiblement singulières, posées dans un espace de Banach. Les méthodes décrites ici sont appliquées plus particulièrement dans le cas de l'espace des fonctions continues sur un intervalle compact et dans le cas de l'espace des fonctions intégrables, au sens de Lebesgue, sur un intervalle compact. Le premier chapitre fixe brièvement le cadre théorique de cette étude. Différents types de convergence d'une suite d'opérateurs dans un espace de Banach complexe, ainsi que leurs propriétés, y sont notamment rappelés. Le deuxième chapitre est consacré à la description et à l'analyse de deux méthodes d'approximation de rang fini sur lesquelles sont appliqués trois schémas de raffinement itératif. Des majorations des erreurs relatives associées à chaque méthode et dans chacun des espaces fonctionnels considérés y sont déduites, ainsi que les taux de convergence des schémas de raffinement correspondants. Une description détaillée de la mise en \oe uvre de ces derniers est donnée. Le troisième chapitre traite de l'application de ces méthodes à la résolution numérique de l'équation de transfert. Cette équation intervient au sein d'un problème beaucoup plus vaste (émanant de la théorie du transfert) dont une brève description est donnée dans le cadre particulier des atmosphères stellaires. Des expériences numériques, portant sur la validation des méthodes proposées et sur des cas ayant un sens astrophysique, sont présentées. La fin de ce chapitre est consacrée à la description de méthodes asymptotiques de décomposition du domaine permettant de surmonter la difficulté de résoudre cette équation lorsque le paramètre d'intégration varie dans un intervalle très large, ce qui est le cas dans certaines applications astrophysiques.

La majeure partie des travaux sur les problèmes d'ordonnancement se placent dans le contexte où les ressources sont disponibles en permanence. Ce qui en réalité n'est pas toujours le cas. Nous nous plaçons dans le contexte d'indisponibilités connues ; nous nous intéressons plus particulièrement aux problèmes de type job shop avec des périodes d'indisponibilité flexibles et des tâches pouvant éventuellement être interrompues par les périodes d'indisponibilité. L'intégration de ces contraintes rend les problèmes d'ordonnancement nettement plus difficiles à résoudre. La flexibilité que nous considérons peut être relative à au moins l'un des points suivants : déplacement de la période d'indisponibilité dans une fenêtre de temps, modification de la durée de la période d'indisponibilité, interruption d'une tâche par une période d'indisponibilité, ensuite reprise avec une éventuelle pénalité.Dans cette thèse, nous avons proposé des modèles mathématiques pour le problème. En plus de la résolution des problèmes considérés, le but de ces modélisations est de permettre d'analyser l'impact des différentes contraintes et d'évaluer la qualité des méthodes approchées que nous proposons. Ces dernières permettent de construire très rapidement un ordonnancement en se basant sur des règles de priorité. Les solutions sont aussi utilisées pour notre approche basée sur la génération de colonnes. Cette approche s'adapte bien à différents fonctions objectif et permet d'intégrer relativement facilement plusieurs contraintes. De nombreuses expérimentations ont été menées pour valider les méthodes proposées.

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Bien que la gestion des ressources humaines soit une problématique bien étudiée, elle reste d’actualité encore aujourd’hui, notamment en raison de la grande diversité des contextes applicatifs. De plus, les outils d’aide à la décision adressant ces problèmes peuvent encore être améliorés. Dans cette thèse, nous nous intéressons au contexte particulier où les activités des employés correspondent à des tâches fixées dans le temps, requérant des compétences précises et ne pouvant être préemptées. Nous étudions tout d’abord un problème issu de l’industrie pharmaceutique où il s’agit non seulement de trouver une affectation équitable des tâches, mais également de construire les horaires de travail du personnel de manière à respecter les contraintes légales et organisationnelles. Pour résoudre ce problème, nous proposons et comparons deux méthodes exactes, l’une fondée sur un modèle PLNE, l’autre sur un modèle PPC, ainsi que deux méta-heuristiques, l’une reposant sur une décomposition du problème, l’autre reposant sur une recherche par voisinages larges. Nous discutons ensuite de l’intégration de la meilleure de ces méthodes au sein d’un outil d’aide à la décision. Nous nous intéressons ensuite à un problème d’affectation de tâches fixées visant à minimiser le nombre d’employés requis. Pour résoudre ce problème, nous proposons une approche PPC tirant parti de la structure du problème. Nous montrons que cette approche permet d’obtenir rapidement de bonnes bornes, permettant ainsi de prouver l’optimalité sur les instances de la littérature dans un temps raisonnable. / Although workforce scheduling has been studied for decades, it remains highly relevant. In particular, applications and contexts are numerous, and they are always changing. Moreover, decision-support tools dedicated to workforce scheduling could still be improved. In this thesis, we focus on the particular context where workers are assigned to fixed tasks which cannot be preempted and require specific skills. First, we study a problem arising in a company specialized in drug evaluation where fixed tasks have to be assigned in a fair way to qualified employees so that the resulting individual shifts and plannings respect legal and organizational constraints. To handle this problem, we design and compare two exact methods, one based on a MIP model, the other on a CP approach, but also two meta-heuristics, one based on a decomposition strategy, and the other on a large neighborhood search. The best method is integrated within a decision support system. Second, we study a fixed tasks assignment problem, where the objective is to minimize the number of resources required to perform all the tasks. To tackle this problem, we suggest a constraint based approach which takes advantage of the structure of the problem. This approach enables to compute good bounds quickly, and thus, it proves optimality over state-of-the-art instances within a reasonable time limit.

Cette thèse de doctorat est consacrée à l'étude des problèmes directe et inverse en électrophysiologie cardiaque. Comme les équations qui décrivent l'activité électrique du coeur peuvent être très couteuses en temps de calcul, une attention particulière est apportée aux méthodes d'ordre réduit et à leur applications aux modèles de l'électrophysiologie.Dans un premier temps, nous introduisons les modèles mathématiques et numériques de l'électrophysiologie cardiaque. Ces modèles nous permettent de réaliser des simulations numériques que nous validons à l'aide de plusieurs critères qualitatifs et quantitatifs trouvés dans la littérature médicale. Comme notre modèle prend en compte les oreillettes et les ventricules, nous sommes capables de reproduire des cycles complets d'électrocardiogrammes (ECG) à la fois dans des conditions saines et dans des cas pathologiques.Ensuite, plusieurs méthodes d'ordre réduit sont étudiées pour la résolution des équations de l'électrophysiologie. La méthode Proper Orthogonal Decomposition (POD) est appliquée pour la discrétisation des équations de l'électrophysiologie dans plusieurs configurations, comme par exemple la simulation d'un infarctus du myocarde. De plus, cette méthode est utilisée pour résoudre quelques problèmes d'identification de paramètres comme localiser un infarctus à partir de mesures d'un électrocardiogramme ou simuler une courbe de restitution. Pour contourner les limitations de la POD, une nouvelle méthode basée sur des couples de Lax approchés (Approximated Lax Pairs, ALP) est utilisée. Cette méthode est appliquée aux problèmes directe et inverse. Pour finir, un nouvel algorithme, basé sur les méthodes ALP et l'interpolation empirique discrète, est proposé. Cette nouvelle approche améliore significativement l'efficacité de l'algorithme original ALP et nous permet de considérer des modèles plus complexes utilisés en électrophysiologie cardiaque. / This PhD thesis is dedicated to the investigation of the forward and the inverse problem of cardiac electrophysiology. Since the equations that describe the electrical activity of the heart can be very demanding from a computational point of view, a particular attention is paid to the reduced order methods and to their application to the electrophysiology models. First, we introduce the mathematical and numerical models of electrophysiology and we implement them to provide for simulations that are validated against various qualitative and quantitative criteria found in the medical literature. Since our model takes into account atria and ventricles, we are able to reproduce full cycle Electrocardiograms (ECG) in healthy configurations and also in the case of several pathologies. Then, several reduced order methods are investigated for the resolution of the electrophysiology equations. The Proper orthogonal Decomposition (POD) method is applied for the discretization of the electrophysiology equations in several configurations, as for instance the simulation of a myocardial infarction. Also, the method is used in order to solve some parameters identification problems such as the identification of an infarcted zone using the Electrocardiogram measures and for the efficient simulation of restitution curves. To circumvent some limitations of the POD method, a new reduced order method based on the Approximated Lax Pairs (ALP) is investigated. This method is applied to the forward and inverse problems. Finally, a new reduced order algorithm is proposed, based on the ALP and the Discrete Empirical Interpolation methods. This new approach significantly improves the efficiency of the original ALP algorithm and allow us to consider more complex models used in electrophysiology.

Le but de ce travail de thèse réside dans la planification de la distribution urbaine des marchandises dans un système de transport collaboratif. Cette collaboration consiste à échanger les demandes de transport entre transporteurs afin d'améliorer l'efficacité de leurs opérations. Cela revient à minimiser la distance parcourue par les camions et à maximiser le profit collecté des clients, notamment en recourant à des variantes du problème de tournées de véhicules plus adaptées au contexte collaboratif. Le problème opérationnel sous-jacent est donc le problème de tournées de véhicules sélectives dans lequel le service de tous les clients n'est pas obligatoire par contre un "profit" est collecté lors du service d'un client. Dans cette thèse, nous traitons le problème de tournées de véhicules sélectives avec contraintes de temps et de capacité (Capacitated Team Orienteering Problem - CTOP). Nous proposons une métaheuristique qui alterne entre deux espaces de recherche. Des procédures de découpage optimal et de concaténation permettent de passer d'un espace à un autre. D'autre part, en considérant des demandes de collecte et de livraison, nous traitons deux variantes sélectives du problème de collecte et de livraison (Pickup and Delivery Problem - PDP) : le PDP avec fenêtres de temps et demandes obligatoires (PDPTWPR) et le PDPTWPR avec demandes groupées. La première variante consiste à choisir parmi les demandes de transport optionnelles quelles demandes à servir en plus des demandes obligatoires. Nous développons des métaheuristiques pour traiter les cas mono-objectif et multi-objectif du problème. Le PDPTWPR avec demandes groupées prend en considération les demandes de transport qui doivent être servies par un même transporteur. Finalement, nous considérons la variante sélective dans laquelle les marchandises sont distribuées d'un même dépôt vers les clients (Capacitated Profitable Tour Problem - CPTP). L'objectif est de maximiser la différence entre le coût et le profit. Pour résoudre ce problème, nous proposons un algorithme de résolution exacte basé sur la programmation linéaire en nombres entiers à laquelle nous ajoutons plusieurs inégalités valides spécifiques à ce problème. Des expérimentations ont été conduites sur plusieurs classes d'instances afin de montrer l'efficacité de nos approches. / The goal of this thesis is to plan urban freight distribution in a collaborative logistic system. The collaboration consists in exchanging transportation requests between carriers to increase the efficiency of their operations. More precisely, when solving variants of the wellknown vehicle's routing problems in collaborative context, less kilometers can be driven and higher prices can be collected. The underlying operational problem is therefore the selective vehicle routing problem in which not all customers can be served, but a "profit" is gained for each served one. In this thesis, we firstly address the Capacitated Team Orienteering Problem (CTOP), a selective variant of the VRP in which capacity and travel time limitations are imposed to vehicles. We propose a variable space search metaheuristic that alternates between two different search spaces to solve CTOP. Then, we consider pickup and delivery requests to study two variants of the selective pickup and delivery problem: the PDP with Time Windows and Reserved requests (PDPTWPR) and the Clustered PDPTWPR. The first aims to choose suitable selective requests to be transported in addition to reserved ones. Metaheuristics are proposed to deal with the single-objective and the multi-objective sides of the problem. The second takes into consideration groups of requests that must be served by only one carrier. Finally, we consider the Capacitated Profitable Tour Problem (CPTP) in which goods need to be distributed from the depot to customers. We propose an exact method based on Integer Linear Programming to solve this problem. A set of cuts specific to CPTP is proposed in order to speed up the solution process. Experiments were conducted on a variety of instances of different sizes to demonstrate the effectiveness of our solution methods.