Afin de favoriser l’utilisation des connaissances issues de la recherche en éducation, le Centre de transfert pour la réussite éducative du Québec et l’Équipe RENARD de recherche en transfert de connaissances ont souhaité habiliter certains acteurs du milieu de l’éducation à jouer le rôle d’agents facilitateurs dans leur milieu. Pour ce faire, ils ont développé et implanté, dans le cadre d’un projet-pilote le Référentiel d’agir compétent à l’intégration de connaissances favorables à la réussite éducative des jeunes du Québec. La présente thèse répond à trois objectifs : 1) présenter et analyser la démarche d’élaboration de cet outil; 2) présenter et analyser la théorie de programme du projet-pilote de mise en oeuvre de l’outil et finalement 3) présenter les résultats de l’évaluation des processus et des mécanismes de changement de ce projet-pilote. Pour ce faire, une méthodologie qualitative est utilisée, s’inspirant de l’approche intégrative d’évaluation des processus et des effets fondée sur la théorie de programme (Chen, 2015). Le premier article de la thèse permet de présenter la démarche d’élaboration de l’outil et de constater que celle-ci est conforme à la plupart des bonnes pratiques en la matière. Le deuxième article de la thèse présente les composantes du modèle d’action et celles de modèle de changement du projet-pilote. Cet article permet, en analysant les composantes de ces modèles en regard des écrits scientifiques pertinents, d’établir que la théorie de programme du projet-pilote est plausible, c’est-à-dire qu’il est possible de croire que la mise en oeuvre de ce projet peut mener aux déclenchements des mécanismes de changement et à l’obtention des effets prévus. Finalement, le troisième article démontre que le projet a eu une influence sur les perceptions des participants quant à leurs rôles dans le processus menant à l’utilisation des connaissances issues de la recherche et que ceux-ci ont réussi, dans une certaine mesure, à mettre en pratique dans leur milieu les ressources acquises dans le cadre du projet. Ce dernier article présente aussi une analyse des composantes du projet qui ont favorisé ou entravé l’obtention de ces résultats. / To foster research knowledge utilization, the Centre de transfert pour la réussite éducative du Québec and the Équipe RENARD de recherche sur le transfert des connaissances wished to empower school practitionners to play the role of intermediate agents. To do so, they developped and implemented a competency model : the Référentiel d’agir compétent à l’intégration de connaissances favorables à la réussite éducative des jeunes du Québec. This thesis has three objectives : 1) present and analyze the program theory of this competency model’s elaboration process; 2) present and analyze the program theory of the implementation of this competency model and 3) present the results of the evaluation of the process and mecanism of the project. In order to achieve these objectives, a qualitative methodology has been used, based on the Integrative process/outcome evaluation approach described by Chen (2015). The first article of the thesis present the competency model’s elaboration process and analyze this process comparing it with the best practices in the field. The second article present the components of the action model and those of the change model. In comparing the action and change model’s components with the litterature, the second article demonstrate that the program theory of the project is plausible. The third and last article of the thesis shows that the project has had an influence on the way the participants perceive there role in fostering knowledge utilization. This article also reveals that the participants have been able, to some extent, to utilize in their practice the ressources they acquired in the project. Finally, this article also present an analyze of the components that have helped or hindered the achievements of the project.

La congestion dans les Terminal Manoeuvring Area (TMA) des aéroports en hub est le principal problème dans le transport aérien chinois. Face au trafic extrêmement dense dans les TMAs, nous pouvons envisager d'automatiser une grande partie des opérations de routine, comprenant la planification, le séquencement et la séparation. Nous proposons dans cette thèse un nouveau système automatisé de séquencement des avions et de fusion des flux vers des pistes parallèles, qui sont utilisées dans la plupart des aéroports chinois. Notre méthodologie intègre un réseau de route 3D nommé Multi-Level and Multi-Point Merge System (MLMPMS) basé sur le concept de l'Area Navigation (RNAV) et un algorithme d'optimisation heuristique hybride pour trouver une solution correcte, opérationnellement acceptable. Un algorithme de Simulated Annealing (SA) spécifique et un module de génération de trajectoire collaborent pour rechercher la solution quasi optimale. Notre objectif est de générer en temps réel des trajectoires sans conflit, minimisant la consommation de carburant et permettant des méthodes de contrôle faciles et flexibles. Dans ce but, nous explorons en permanence les solutions possibles avec le moins de retard et assuront l'atterrissage le plus rapide. Nous déterminons quatre variables de décision pour contrôler chaque vol : l'heure et la vitesse d'entrée dans la TMA, le temps de vol sur l'arc de séquencement et le choix de la piste utilisée. La simulation de trajectoire dans les différentes phases de vol est basée sur le modèle de performances BADA. Dans le cas de l'aéroport de Beijing Capital International Airport (BCIA), les résultats numériques montrent que notre système d'optimisation de bonnes performances sur le séquencement et la fusion des trajectoires. Tout d'abord, il permet d'assurer des performances de résolution conflit très stables pour gérer les flux de trafic continuellement denses. Par rapport à l'algorithme Hill Climbing (HC), le SA peut toujours trouver une solution sans conflit, non seulement pour l'approche parallèle mixte ou séparée~(pour les arrivées), mais aussi pour les configurations parallèles indépendantes~ (départs et arrivées intégrés). Ensuite, avec un réseau d'itinéraires Multi-Level Point Merge (ML-PM) unique, il peut fournir une bonne solution de contrôle de la trajectoire pour traiter efficacement et économiquement différents types de flux d'arrivée. Il peut réaliser un temps de vol plus court et une descente vers le bas en Continuous Descent Approach (CDA) pour l'avion d'arrivée. Il peut réaliser un re-séquencement plus facile des avions avec un déplacement de position plus relâché. Théoriquement, les Maximum Position Shifting (MPS) peuvent atteindre 6 positions, surpassant la contrainte difficile de 3 positions. Troisièmement, l'algorithme montre son efficacité dans un modèle d'approche parallèle séparé avec une capacité de séquencement plus relâché. Par rapport au décalage de position forcé dur, qui est souvent utilisé dans le système actuel Arrival Manager (AMAN) et la méthode First Come First Served (FCFS) utilisé par les contrôleurs, il peut réduire le délai et le temps de transit moyens dans une situation d'arrivée très dense. Le palier par vol est inférieur à 12\% du temps de transit total dans la TMA. Quatrièmement, en configuration parallèle indépendant, il peut fournir des informations différentes concernant la valeur objectif associée, le temps de vol moyen, les trajectoires de croisement en point chaud entre les arrivées et les départs, l'efficacité avec différents arcs de séquencement conçus dans le réseau de route ML-PM etc.. / Congestion in Terminal Manoeuvring Area (TMA) at hub airports is the main problem in Chinese air transportation system. Facing extremely dense operations in complex TMA, we can consider reducing traffic complexity by solving all potential conflicts in advance with a feasible trajectory control for controllers, or automating a large proportion of routine operations, such as sequencing, merging and spacing. As parallel runways are a common structure of Chinese hub airports, in this thesis, we propose a novel system to integrated sequencing and merging aircraft to parallel runways. Our methodology integrates a Area Navigation (RNAV)-based 3D Multi-Level and Multi-Point Merge System (MLMPMS), a hybrid heuristic optimization algorithm and a simulation module to find good, systematic, operationally-acceptable solutions. First, a Receding Horizon Control (RHC) technique is applied to divide 24-hour traffic optimization problem into several sub- problems. Then, in each sub-problem, a tailored Simulated Annealing (SA) algorithm and a trajectory generation module worn together to find a near-optimal solution. Our primary objective is to rapidly generate conflict-free and economical trajectories with easy, flexible and feasible control methods. Based on an initial solution, we continuously explore possible good solutions with less delay and shorter landing interval on runway. Taking Beijing Capital International Airport (BCIA) as a case to study, numerical results show that our optimization system performs well. First, it has very stable de-conflict performance to handle continuously dense traffic flows. Compared with Hill Climbing (HC), the tailored SA algorithm can always guarantee a conflict-free solution not only for the mixed or segregated parallel approach (arrivals only) pattern, but also for the independent parallel operation (integrated departures and arrivals) pattern. Second, with its unique Multi-Level Point Merge (ML-PM) route network, it can provide a good trajectory control solution to efficiently and economically handle different kinds of arrival flows. It can realize a shorter flying time and a near-Continuous Descent Approach (CDA) descent for arrival aircraft, compared with baseline. It also realizes an easier re-sequencing of aircraft with more relaxed position shifting as well, compared with conventional sequencing method. Theoretically, the Maximum Position Shifting (MPS) can be up to 6 positions, overcoming the hard constraint of 3 position shifts (MPS <= 3). Third, it is efficient for the segregated parallel approach patterns. Compared with hard constrained position shifting, which is often used in current Arrival Manager (AMAN) system and controller's manual-control First Come First Served (FCFS) method, it can reduce the average delay, average additional transit time in super dense arrival situations. The average time flown level per flight is less than 12% of total transit time in TMA. Fourth, in independent parallel patterns, it can provide a range of useful information concerning the associated objective value, the average flying time, crossing trajectories in hot spots between arrivals and departures, the efficiency of using different designed sequencing legs in ML-PM route network.

Le routage multi-chemins est une technique qui permet l'équilibrage de la charge en multiplexant les flux vers une destination sur plusieurs chemins. Nous proposons une approche de routage multi-chemins qui, peut être schématisée en deux étapes : l'étape de choix des chemins candidats et l'étape de distribution du trafic sur un sous-ensemble de ces chemins. <br />Dans ce travail, nous avons commencé par effectuer une étude comparative d'un point scalabilité et stabilité, de plusieurs algorithmes de routage multi-chemins, basés sur MPLS. Cela nous a permis de retenir WDP pour la sélection des chemins candidats et LDM pour la distribution des demandes de trafic reçues par un routeur entrant du réseau d'un FAI. Nous proposons dans ce travail PER, un algorithme qui est une amélioration de l'algorithme de distribution de LDM. Ces différents algorithmes nous ont permis de réaliser plusieurs algorithmes « hybrides » dont LBWDP (Load Balancing over Widest Disjoint Paths) qui par simulation a été prouvé comme étant un algorithme plus performant que des modèles comme LDM ou MATE. <br />Pour une meilleure garantie de QdS nous avons cherché à intégrer la différentiation de service (DiffServ) avec notre technique d'ingénierie de trafic (DiffServ-aware MPLS Traffic Engineering : DS-TE). Nous proposons PEMS (PEriodic Multi-Step algorithm for DS-TE network) comme un modèle de DS-TE pour différencier la qualité du service selon la classe du trafic. Dans ce cadre, nous proposons un nouvel algorithme de sélection de chemins candidats en fonctions des critères préférentiels de chaque classe de trafic. L'utilisation de PER permet ensuite de distribuer en fonction de critères dynamiques les demandes reçues sur les meilleurs chemins de chaque classe. Par simulation à l'aide de ns-2, nous avons montré que PEMS répartie moins bien la charge que LBWDP mais que les classes EF et AF ont une qualité de service meilleure que dans le cas de LBWDP.

La besoin d'une meilleure intégration des nouveaux systèmes de chirurgie assistée par ordinateur dans les salles d'opération à récemment été souligné. Une nécessité pour atteindre cet objectif est de récupérer des données dans les salles d'opérations avec différents capteurs, puis à partir de ces données de créer des modèles de processus chirurgicaux. Récemment, l'utilisation de vidéos dans la salle d'opération a démontré son efficacité pour aider à la création de systèmes de CAO sensibles au contexte. Le but de cette thèse était de présenter une nouvelle méthode pour la détection automatique de tâches haut niveaux (i.e. phases chirurgicales) et bas-niveaux (i.e. activités chirurgicales) à partir des vidéos des microscopes uniquement. La première étape a consisté à reconnaitre automatiquement les phases chirurgicales. L'idée fut de combiner des techniques récentes de vision par ordinateur avec une analyse temporelle. Des classifieurs furent tout d'abord mis en œuvre pour extraire des attributs visuels et ainsi caractériser chaque image, puis des algorithmes de classification de séries temporelles furent utilisés pour reconnaitre les phases. La deuxième étape a consisté à reconnaitre les activités chirurgicales. Des informations concernant des outils chirurgicaux et des structures anatomiques furent détectées et combinées avec l'information de la phase précédemment obtenu au sein d'un système de reconnaissance intelligent. Après des validations croisées sur des vidéos de neurochirurgie et de chirurgie de l'œil, nous avons obtenu des taux de reconnaissance de l'ordre de 94% pour la reconnaissance des phases et 64% pour la reconnaissance des activités. Ces systèmes de reconnaissance pourraient être utiles pour générer automatiquement des rapports post-opératoires, pour l'enseignement, l'apprentissage, mais aussi pour les futurs systèmes sensibles au contexte.

L'activité de recherche des dernières décennies dans le domaine des réseaux mobiles ad hoc (MANETs) a essentiellement visé à définir des méthodes de routage dynamique au sein de ces réseaux. La plupart des propositions faites dans cette optique reposent sur l'hypothèse que la communication entre deux terminaux mobiles n'est possible que si une route pour l'acheminement des messages peut être établie entre ces terminaux lorsque cela est nécessaire. Cette approche équivaut à considérer que la ommunication entre deux terminaux ne peut être réalisée que dans un réseau totalement connexe. Depuis quelques années, l'activité de recherche dans le domaine des MANETs a été étendue afin de prendre en compte les spécificités des MANETs discontinus, c'est-à-dire des MANETs apparaissant sous la forme d'une collection de sous-réseaux connexes (on parlera d'îlots de connectivité) au sein desquels les terminaux peuvent communiquer (éventuellement en utilisant du routage dynamique), mais entre lesquels aucune communication n'est a priori possible. Le routage de messages dans ce type de réseau est un sujet de recherche qui suscite un intérêt grandissant. L'approche généralement adoptée, dite de "communication opportuniste", consiste à exploiter les terminaux mobiles comme des mules de données capables de stocker, transporter et relayer des messages entre des îlots non connectés du réseau afin qu'ils puissent à terme être remis à leur destinataire. Dans cette thèse nous nous intéressons au support de la communication basée contenus dans les MANETs discontinus. La communication basée contenus est un modèle de communication dans lequel l'information circule dans le réseau en fonction de l'intérêt que les terminaux y portent plutôt que vers une destination bien établie. Nous pensons que de nombreuses applications peuvent bénéficier d'un tel modèle de communication, comme par exemple des applications de partage de fichiers, de distribution d'articles thématique, d'annonce et de découverte de services, etc. Dans ce manuscrit nous présentons le protocole de communication que nous avons conçu afin d'offrir ce style particulier de communication dans les MANETs discontinus ainsi que les résultats d'expérimentations que nous avons réalisées pour valider notre approche. Ce protocole repose sur une combinaison des concepts de communication basée contenus, de communication opportuniste et de communication multi-sauts pour prendre en compte les caractéristiques des MANETs discontinus.

En écologie des populations, les distributions spatiales d'espèces sont étudiées afin d'inférer l'existence de processus sous-jacents, tels que les interactions intra- et interspécifiques et les réponses des espèces à l'hétérogénéité de l'environnement. Nous proposons d'analyser les données spatiales multi-spécifiques sous l'angle des assemblages d'espèces, que nous considérons en termes d'abondances absolues et non de diversité des espèces. Les assemblages d'espèces sont une des signatures des interactions spatiales locales des espèces entre elles et avec leur environnement. L'étude des assemblages d'espèces peut permettre de détecter plusieurs types d'équilibres spatialisés et de les associer à l'effet de variables environnementales. Les assemblages d'espèces sont définis ici par classification non spatiale des observations multivariées d'abondances d'espèces. Les méthodes de classification basées sur les modèles de mélange ont été choisies afin d'avoir une mesure de l'incertitude de la classification et de modéliser un assemblage par une loi de probabilité multivariée. Dans ce cadre, nous proposons : 1. une méthode d'analyse exploratoire de données spatiales multivariées d'abondances d'espèces, qui permet de détecter des assemblages d'espèces par classification, de les cartographier et d'analyser leur structure spatiale. Des lois usuelles, telle que la Gaussienne multivariée, sont utilisées pour modéliser les assemblages, 2. un modèle hiérarchique pour les assemblages d'abondances lorsque les lois usuelles ne suffisent pas. Ce modèle peut facilement s'adapter à des données contenant des variables de types différents, qui sont fréquemment rencontrées en écologie, 3. une méthode de classification de données contenant des variables de types différents basée sur des mélanges de lois à structure hiérarchique (définies en 2.). Deux applications en écologie ont guidé et illustré ce travail : l'étude à petite échelle des assemblages de deux espèces de pucerons sur des feuilles de clémentinier et l'étude à large échelle des assemblages d'une plante hôte, le plantain lancéolé, et de son pathogène, l'oïdium, sur les îles Aland en Finlande

Pour la résolution de problèmes d'ordonnancement d'ateliers de type flow-shop en industries pharmaceutiques et d'ateliers de type job-shop flexible, deux méthodes d'optimisation ont été développées : une méthode utilisant les algorithmes génétiques dotés d'un nouveau codage proposé et une méthode d'optimisation par essaim particulaire modifiée pour être exploitée dans le cas discret. Les critères retenus dans le cas de lignes de conditionnement considérées sont la minimisation des coûts de production ainsi que des coûts de non utilisation des machines pour les problèmes multi-objectifs relatifs aux industries pharmaceutiques et la minimisation du Makespan pour les problèmes mono-objectif des ateliers job-shop flexibles.Ces méthodes ont été appliquées à divers exemples d'ateliers de complexités distinctes pour illustrer leur mise en œuvre. L'étude comparative des résultats ainsi obtenus a montré que la méthode basée sur l'optimisation par essaim particulaire est plus efficace que celle des algorithmes génétiques, en termes de rapidité de la convergence et de l'approche de la solution optimale

Les travaux présentés portent sur l'intégration de la programmation basée entités des machines-outils à commande numérique (MOCN). Cette programmation émergente s'appuie sur les concepts véhiculés par le standard STEP-NC et la norme ISO 14649. Quatre axes de recherche sont proposés. Le premier concerne l'évolution de la programmation actuelle vers la programmation basée entités et l'enrichissement du standard STEP-NC. Pour ceci, nous proposons deux contributions principales au standard STEP-NC dans le cadre de notre participation au comité normatif de l'ISO 14649 : l'intégration de stratégies d'usinage à motifs avec pour application l'usinage trochoïdal et le tréflage, et l'élaboration d'un modèle fonctionnel STEP-NC des MOCN. Le deuxième axe se focalise sur l'évolution du système de fabrication pour tirer profit de la programmation basée entités. Nous proposons un concept de système étendu de fabrication intégrée XMIS (eXtended Manufacturing Integrated System) ainsi qu'une déclinaison concrète à travers la CAO étendue et la CN étendue. Au cours du troisième axe, nous étendons l'étude à l''intégration de plusieurs procédés au sein d'une même gamme de fabrication STEP-NC et étudions l'organisation des outils de simulation dans ce contexte multi-process avec la description d'espaces de simulation. Le quatrième axe porte sur la validation et la mise en œuvre des concepts proposés avec le développement de la plate-forme SPAIM (STEP-NC Platform for Advanced and Intelligent Manufacturing) qui intégre la programmation basée entités du modèle à la pièce usinée sur des moyens industriels et montre l'impact multidirectionnel des modifications tout au long de la chaîne numérique.

Afin de répondre aux besoins de l'industrie pétrolière d'une description plus fine de la géométrie et des propriétés pétrophysiques des bassins et des réservoirs, la simulation numérique des écoulements en milieux poreux doit évoluer vers des algorithmes plus performants et plus robustes vis à vis de la taille des simulations, de la complexité des maillages et des hétérogénéités du milieu poreux. Les méthodes de décomposition de domaine constituent une alternative aux méthodes multigrilles et pourraient permettre de lever les difficultés précédentes en terme de robustesse et d'efficacité sur architectures parallèles. Elles sont par nature plus adaptées au calcul parallèle et sont plus robustes en particulier lorsque les sous domaines sont résolus par des méthodes directes. Elles permettent aussi de traiter dans un cadre unique les couplages de modèles comme les puits ou les failles conductrices et s'étendent au cas des systèmes couplés. Le travail de thèse traite plus particulièrement de méthodes définies au niveau algébrique. On ne suppose pas avoir une connaissance préalable du problème continu dont la matrice provient. On n'a pas non plus accés aux matrices avant assemblage. Ce manque d'informations a priori rend plus difficile la construction de méthodes efficaces. On propose deux nouvelles méthodes de construction de méthodes de décomposition de domaine au niveau algébrique: la construction de conditions d'interface optimisées et d'une grille grossière. Ce dernier point est particulièrement important pour avoir des méthodes robustes vis à vis du nombre des sous-domaines. Les méthodes sont adaptatives et basées sur l'analyse de l'espace de Krylov généré durant les premières itérations de la méthode de Schwarz classique. A partir des vecteurs de Ritz correspondant aux plus basses valeurs propres, on construit des conditions d'interface et des grilles grossières qui annihilent l'erreur sur ces composantes. Les méthodes ont été testées sur des calculateurs parallèles pour des matrices issues de la simulation de milieux poreux.

Les systèmes de recherche d'images par le contenu (Content-Based Image Retrieval System - CBIRS) sont maintenant couramment utilisés comme mécanismes de filtrage contre le piratage des contenus multimédias. Ces systèmes utilisent souvent le schéma de description d'images SIFT pour sa bonne robustesse face à un large spectre de distorsions visuelles. Mais aucun de ces systèmes n'a encore abordé le problème du piratage à partir d'un point de vue ''sécurité''. Cette thèse a comme objectif d'analyser les CBIRS de ce point de vue sécurité. Il s'agit de comprendre si un pirate peut produire des distorsions visuelles perturbant les capacités de reconnaissances d'un système en créant ces distorsions en fonctions des techniques que ce système utilise. Tout d'abord, nous présentons les failles de sécurité des composantes typiques d'un CBIRS : composantes description d'image, indexation et filtrage des faux positifs. Ensuite, nous présentons des attaques ciblant le schéma de description SIFT. Les attaques sont effectuées durant l'étape de détection de points d'intérêt et de calculs des descripteurs. Nous présentons également une attaque ciblant la mise en correspondance des images sur un critère de cohérence géométrique. Les expériences menées avec 100 000 images réelles confirment l'efficacité des attaques proposées.