Le traitement du diabète de type 1 en boucle fermée représente un enjeu majeur tant sur le plan sociétal que thérapeutique. L’une des solutions consiste en une formulation thérapeutique basée sur des microvéhicules capables de délivrer la bonne dose d’insuline selon une cinétique adaptée aux variations de la glycémie. Les microgels sont des particules de polymère réticulé formant des édifices submicrométriques tridimensionnels gonflés par un solvant, dont le taux de gonflement dépend des conditions environnementales. Leur porosité permet à la fois l’encapsulation d’espèces et leur libération à une vitesse dépendant de leur diffusion à travers le réseau. Nous avons synthétisé des microgels à base de poly(N-alkylacrylamide) fonctionnalisés par des récepteurs du glucose dérivés de l’acide phénylboronique. Ces microgels, à la base thermosensibles, présentent la propriété de changer de volume en fonction de la concentration en glucose et se présentent comme d’excellents candidats pour la délivrance auto-régulée d’insuline dans le cadre du traitement du diabète. Ils permettent la délivrance répétée de doses d’insuline modulée par la glycémie. La quantité d’insuline encapsulée a pu être améliorée en structurant les microgels en architecture cœur-écorce ou capsule.En outre, nous avons utilisé ces microgels pour développer des capteurs au glucose, sélectifs vis-à-vis des autres saccharides et quelques études de cytotoxicité ont été amorcées et ont permis d’établir avec satisfaction que certains de nos objets n’étaient pas toxiques.Les résultats obtenus ont donc permis d’affirmer que la technologie des microgels sensibles au glucose peut répondre de manière conceptuelle aux attentes des patients diabétiques pour permettre la délivrance d’insuline en boucle fermée. / Bioresponsive hydrogels can change many of their physical properties in response to the recognition of a target in the solution. In particular, changes in hydrogel swelling lead in turn to controllable changes in shape, volume, pore size, mechanical and optical properties. We focus our research on the development of glucose-responsive microgels which hold promising interest in the field of both sensing and drug delivery. These cross-linked polymer particles, made of highly swollen networks, can swell proportionally to the concentration of glucose in the surrounding medium. Since they are porous, they can entrap a drug and release it a rate dependent on their swelling degree, which is of particular interest in the case of insulin as a drug. Such systems could be used as self-regulated insulin delivery systems for diabetes treatment. With that aim, we have designed microgels able to sense glucose concentrations in the patho-physiological range, under physiological conditions. Insulin was successfully loaded into the nanogels and was shown to be released at a rate dependent on glucose concentration. Furthermore, microgels with a controlled internal structure were synthesized, such as core-shell microgels and capsules. These latter developments led to improvements in terms of insulin encapsulation efficiency and glucose-triggered delivery. Besides, other nanogel formulations were investigated, in order to improve both their biocompatibility as well as the selectivity of their response to glucose compared to other saccharides.

Les produits avec des phases d'usage multiple sont de plus en plus pris en considération a du fait des pressionséconomiques et environnementales. Ces produits aux cycles de vie complexes, utilisent des process tels que leremanufacturing. Ces process doivent être modélisés et évaluée par des équipes de conception. Cette thèse montrecomment représenter, modéliser et évaluer des produits en cycle de vie à boucle fermées. L'étude montre commentétablir des évaluations environnementales pour ces produits et les comparer aux évaluations environnementales decycles de vie classiques.Les modèles ont été développés sur des travaux antérieurs, tels que la méthodologie de Gehin et al. basée sur leconcept du brique du cycle de vie produit. La première approche proposée sert pour évaluer les bénéficesenvironnementaux des opérations et des activités autour du cycle de vie de produit en boucle fermée(remanufacturing scénario de fin de vie et systèmes de produit-service comme stratégie de vente des services).L'introduction de systèmes produit-service vise à réduire les impacts environnementaux de produits parl'intensification de l'utilisation. Ainsi, la thèse propose un modèle pour évaluer les éléments de systèmes produitsserviceet leur cycle de vie du point de vue environnemental. La thèse se concentre sur l'élaboration d'un modèle quiintègre le cycle de vie d’un produit-service système et ses paramètres, en tenant en compte des éléments physiques,ainsi que de l'infrastructures, la conception des unités de services, les acteurs dans la logistique et leurs interactions.Les modèles permettent d’identifier et de distinguer les différentes phases du cycle de vie du produit et de réajuster ladécision des concepteurs dans le processus de conception du produit. De plus, le modèle cherche l'intégration desparamètres du process de remanufacturing et des systèmes produit-service dans l'ensemble du cycle de vie duproduit. Les modèles visent à aider la conception de produits et de processus, ainsi que les acteurs de la chaîneapprovisionnement et les personnes chargées de la prise de décision sur la conception du produit et deschangements dans le système.Les résultats peuvent être utilisés, afin d'évaluer la performance environnementale des différents scénarios de fin devie des produits, fournissant un outil pour les concepteurs qui permet de quantifier les avantages environnementauxliés à l'utilisation des produits en cycle de vie en boucle fermée. / Products with multiple use phases have to be considered regarding new economic and environmental pressures.Therefore, the related complex life cycles of (re)manufactured products have to be modeled and assessed by designteams for a better understanding of their performance. This thesis presents methodologies to represent, model andassess closed-loop product lifecycle (focused on remanufacturing strategies). The study shows how to establishenvironmental assessments for remanufactured products life cycles and how to compare them to environmentalassessments for classical life cycles.The present study shows how to establish the models and how to compare the environmental assessments ofremanufactured products life cycles vs. classical life cycle scenarios. The objective is to provide easy to use methodsand tools for designers to allow them quantifying the environmental benefits related to the use of a closed loopstrategy. In this project, a life cycle assessment, life cycle bricks, and a parametric model of the products are used toevaluate and compare the environmental benefits provided by the remanufacturing. The methodologies and modelshave been developed based on previous works, such as the the life cycle bricks concept developed by Gehin et al.[2007].On the other hand, the thesis proposes a model to assess the product-service systems elements and their respectivelife cycle from an environmental point of view. Here, the thesis focuses on the development of a model whichintegrates the product lifecycle within those parameters by a product-service system strategy, taking into accountphysical elements, as well as the infrastructures network, unit services design, supply chain actors and theirinteractions.Finally, a model has been developed to assess from an environmental point of view the data of the operations andactivities around product life cycle of the products with final non classic disposition scenarios (remanufacturing asend-of-life scenario and multiple uses by the disposition of the service offers system as a business strategy). Themethodologies and models proposed allow identifying and distinguishing impacts between the different product lifecycle stages and readjust the designers’ decision at the product design stage. The results can be further used insimulation, to evaluate the environmental performance of different product life cycle end-of-life scenarios.

Le problème étudié dans cette thèse est la commande en boucle fermée d'un système SCR (Réduction Sélective Catalytique) par l'urée tel qu'utilisé dans les systèmes de dépollution des gaz d'échappement des moteurs diesel automobiles. Une première contribution du manuscrit est en un modèle détaillé de la SCR, soulignant de la nature distribuée (1D) du système considéré, et plusieurs réductions successives de ce modèle de simulation conduisant à un modèle plus simple, utilisable à des fins de synthèse de contrôleur. Une seconde contribution consiste à prendre en compte la sensibilité au NH3 du capteur de NOx utilisé pour la rétroaction lors du développement d'algorithmes de commande (observateur d'état, boucle de rétroaction, séquencement de gain, interprétation du signal capteur). L'observateur-contrôleur présenté possède plusieurs points d'équilibre dues à la sensibilité du capteur de sortie. On montre que seul le point d'intérêt pratique est asymptotiquement stable, les autres étant instables naturellement, rendus instables par une implémentation spécifique ou aisémentdétectés comme indésirables. Ces deux contributions ont été testées expérimentalement et validées. En résumé, la méthode de contrôle proposée dans cette thèse permet, à partir d'un moteur conforme aux exigences Euro 5 et avec une procédure de pré-conditionnement du catalyseur, de satisfaire la norme Euro 6. / The problem studied in this thesis is the closed-loop control of a urea-SCR (urea Selective Catalytic Reduction) as used in aftertreatment systems of diesel vehicles. A first contribution of the thesis is a detailed model for the SCR, highlighting the distributed (1D) nature of the considered system, and several successive reductions of this simulation model leading to a simpler one, better-suited for control design purposes. A second contribution consists in considering the sensitivity to NH3 of the NOx sensor used in a feedback loop, in the development of the control algorithms (state observer, feedback, gain scheduling, measurement interpretation). The ambiguity of the output measurement could be detrimental to the closed loop response, as it generates multiple equilibrium points (artefacts), besides the point of practical interest. A study of the closed-loop dynamics is performed in the vicinity of each point, which shows that the closed loop system naturally converges to the point of interest not to the artefacts. Both contributions have been tested and validated experimentally. In summary, the method proposed in this thesis might allow an engine equipped with Euro 5 hardware to satisfy Euro 6 standard using a preconditioning procedure of the catalyst.

Dans le secteur de la santé et particulièrement en unité des soins intensifs, diverses situations cliniques sont rencontrées et l'interprétation d'une grande quantité de données, y compris celles fournies par les équipements tels que moniteurs et ventilateurs, est exigée pour une prise de décision appropriée. La disparité entre cette quantité importante d'information et la capacité humaine limitée crée une variabilité inutile à la décision clinique. Pour faire face au problème, les experts médicaux ont défini des stratégies en vue de promouvoir une pratique fondée sur les données probantes. Cette méthode est devenue un standard pour la pratique clinique et a montré beaucoup d'avantages en menant à la définition de directives spécifiques ou des protocoles précis à appliquer dans certaines situations. Cependant, l'utilisation de directives/protocoles, particulièrement dans les soins intensifs, exige une participation continue des professionnels au chevet du malade et est ainsi difficile à appliquer en pratique clinique. La définition d'assistants informatisés est une solution technologique intéressante à explorer pour faciliter l'introduction des protocoles dans la routine clinique. En ventilation mécanique, on assiste à une prise de conscience croissante sur le potentiel de l'informatisation et son applicabilité au-delà de la recherche et plus concrètement dans le soutien du clinicien dans sa prise de décision quotidienne. Ceci à travers la prise en charge des tâches répétitives et la proposition de suggestions. Ce domaine constitue un environnement idéal pour de telles applications surtout que les ventilateurs de réanimation son aujourd'hui des équipements électroniques sophistiqués qui peuvent embarquer des protocoles informatisés. L'objectif de cette thèse était d'explorer les aspects de développement, déploiement et d'efficacité des « contrôleurs intelligents » en ventilation mécanique afin d'accélérer leur création et leur adoption. Pour examiner les phases de développement et de déploiement, nous nous sommes concentrés sur l'utilisation et l'extension du SmartCare®, une plateforme logicielle qui facilite l'automatisation des procédures thérapeutiques en ventilation mécanique à partir de la modélisation des connaissances expertes jusqu'à leur exécution en temps réel dans un équipement médical. A travers une approche ascendante, en se basant particulièrement sur notre expérience pratique dans le design de contrôleurs intelligents et après l'examen de divers contrôleurs existants, l'objectif était de définir un catalogue de pièces maitresses pour la représentation des protocoles en ventilation mécanique. L'utilisation d'une ontologie du domaine assure une formalisation saine de ces pièces.Sur base de cette approche, nous avons développé un contrôleur pour l'oxygénation testé au chevet du malade. Nous rapportons ses performances comparées à la pratique standard / In healthcare, especially in critical care, various clinical situations are encountered and a huge amount of data, including those provided by equipment such as monitors and ventilators, are required for an appropriate decision-making. The mismatch between this vast amount of information and the human capability creates unnecessary variability in clinical decision. To cope with this problem, medical experts have defined specific strategy called evidence based medicine. This method has become the standard of practice and showed many benefits by leading to the definition of specific guidelines or precise protocols to follow in specific situations. However, the use of guidelines/protocols, especially in critical care, requires the continuous involvement of professionals at the patient's bedside strongly limiting their application in practice. The introduction of computerized assistants for implementing such guidelines/protocols may be an interesting technological solution. In mechanical ventilation where various protocols are available there is a growing acceptance that such computerization might be useful beyond research, in assisting clinicians in their daily decision making by taking over some routine tasks or providing suggestions. Moreover, this domain constitutes an ideal environment because mechanical ventilators are presently powerful electronic equipments in which computerized protocols can be efficiently embedded. The objective of this thesis was to explore several aspects of the development, deployment, and effectiveness of computerized protocols or smart controllers in mechanical ventilation in order to accelerate their creation and adoption. For this purpose, we focused on the use and the extension of SmartCare®, a computer framework for the automation of respiratory therapy starting from clinical knowledge modelling to execution in real time of specific routines embedded into medical products [1]. Through a reengineering approach, from practical experience in smart controller design and investigation of existing controllers, the objective was to define a catalogue of building blocks to facilitate the creation of new controllers. The modeling of such blocks using dedicated domain ontology ensures a sound formalization. To prove the effectiveness of such a generic approach, we built a smart controller for oxygenation tested on the patient's bedside. We reported its performance compared to standard therapy

Les avantages des véhicules autonomes sont formidables, mais le chemin vers une vraie autonomie sera long et semé d’incertitudes. La recherche de ces dernières années s’est basée sur des systèmes multi-capteurs capables de percevoir l’environnement dans lequel le véhicule est conduit. Ces systèmes deviennent plus complexes quand on contrôle le véhicule autonome, différents systèmes de contrôle sont activés dépendant de la décision du système multi-capteurs. Chacun de ces systèmes suit des critères de performance et de stabilité lors de leur conception. Cependant, ils doivent fonctionner ensemble, garantissant une stabilité et étant capable de se charger des changements dynamiques, structuraux et environnementaux. Cette thèse explore la paramétrisation Youla-Kucera (YK) dans des systèmes dynamiques comme les voitures, en insistant sur la stabilité quand la dynamique change, ou que le trafic impose une reconfiguration du contrôleur. Concentrons-nous sur l’obtention de résultats de simulation et expérimentaux en relation avec le "Cooperative Adaptive Cruise Control" (CACC), dans le but, non pas d’utiliser, ici, pour la première fois la paramétrisation YK dans le domaine des systèmes de transport intelligents (STI), mais d’améliorer l’état de l’art en CACC aussi. Des résultats de reconfiguration stable de contrôleurs sont donnés quand la communication avec le véhicule précédent n’est plus disponible, en cas de manœuvre d’entrées/sorties ou lorsqu’ils sont entourés de véhicules aux dynamiques différentes. Ceci démontrant l’adaptabilité, la stabilité et l’implémentation réelle de la paramétrisation YK comme structure générale de contrôle pour les véhicules autonomes. / Benefits of autonomous vehicles are genuinely exciting, but the route to true autonomy in transportation will likely be long and full of uncertainty. Research on the last years is on the development of multi-sensor systems able to perceive the environment in which the vehicle is driving in. These systems increase complexity when controlling an autonomous vehicle, as different control systems are activated depending on the multi-sensor decision system. Each of these systems follows performance and stability criteria for its design, but they all must work together, providing stability guarantees and being able to handle dynamics, structural and environmental changes. This thesis explores the Youla-Kucera (YK) parameterization in dynamics systems such as vehicles, with special emphasis on stability when some dynamics change or the traffic situation demands controller reconfiguration. Focus is in obtaining simulation and experimental results related to Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC), with the aim not only of using for the very first time YK parameterization in the Intelligent Transportation Systems (ITS) domain, but improving CACC state-of-the art. Stable controller reconfiguration results are given when non-available communication link with the preceding vehicle, cut-in/out maneuvers or surrounding vehicles with different dynamics, proving adapability, stability and possible real implementation of the YK parameterization as general control framework for autonomous vehicles.

Le mélange de poudres est une opération essentielle dans divers domaines industriels, tels que les produits pharmaceutiques, agro-alimentaires, ciments, etc. Le mélange de poudres en continu, comme alternative intéressante au mélange conventionnel en batch, suscite beaucoup d'intérêt surtout en raison de sa capacité à gérer de grands volumes de production. Ce travail vise à contribuer à l'implémentation des applications de contrôle-commande. Avant de développer des stratégies de contrôle-commande, de nouveaux développements ont été présentés pour mieux comprendre le mélange continu de deux composants. La masse retenue et la répartition relative de la masse retenue de chaque composant dans le mélangeur ont été étudiées et prédites sous les différentes conditions opératoires. L'amélioration d'un modèle basé sur les chaînes de Markov a été finalement présentée pour prédire la concentration moyenne des mélanges obtenus à la sortie du mélangeur. L'implémentation d'un contrôleur PID a été expérimentalement réalisée comme une première tentative pour contrôler en temps réel l'homogénéité du mélange produit. La vitesse de rotation du mobile d'agitation, identifiée comme un facteur important influençant l'efficacité du mixer, a été considérée comme la variable manipulée. La commande en boucle fermée est basée, soit sur la concentration moyenne, soit sur le coefficient de variation. Les performances des boucles fermées proposées ont été évaluées pour le mélange continu subi à des changements d'échelon dans les débits d'alimentation du mélangeur. Quatre études de cas ont été définies et présentées. Le défi principal dans le système de contrôle-commande est le réglage des paramètres PID. La performance de commande en boucle fermée soit de la concentration moyenne, soit du coefficient de variation a été comparée à l'opération en boucle ouverte. / Powder mixing is an essential operation in various industrial fields, such as pharmaceuticals, agro-food, cements, etc. Continuous powder mixing, as an alternative to conventional batch mixing, has attracted a lot of interest mainly due to its capacity in handling high volume manufacturing. This work aims at the contribution to the implementation of process control applications for powder mixing in a pilot-scale continuous mixer. Prior to developing process control strategies, new developments have been presented for better understanding continuous mixing of two components. Hold-up weight and relative hold-up weight distribution of each component in the whole mixer have been experimentally investigated under different operating conditions. An improved Markov chain model has been finally presented to predict the mean concentration of the mixtures obtained at the mixer's outlet. The implementation of a proportional-integral-derivative (PID) controller has been experimentally performed as an initial attempt to real-time control the homogeneity of the mixture produced. The rotational speed of the stirrer, identified as an important deciding factor towards the mixer's efficiency, has been considered as the manipulated variable. The closed-loop control is based on either the mean concentration or the relative standard deviation. The performances of the proposed closed-loops have been evaluated for continuous mixing subjected to step changes in feed rates of the mixer. Four case studies have been defined and presented. The main challenge in the process control system is the tuning of PID parameters. The performance of closed-loop control of either the mean concentration or the relative standard deviation has been compared to open-loop operation.

Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire concernent des contributions à l'identification paramétrique de modèles à temps continu. La première contribution est le développement d'une méthode à erreur de sortie appliquée à des modèles linéaires, en boucle ouverte et en boucle fermée. Les algorithmes sont présentés pour des modèles à temps continu, en utilisant une approche hors ligne ou récursive. La méthode est étendue à l'identification de systèmes linéaires comprenant un retard pur. La méthode développée est appliquée à différents systèmes et comparée aux méthodes d'identification existantes. La deuxième contribution est le développement d'une nouvelle approche d'identification de systèmes à boucles imbriquées. Cette approche est développée pour l'identification de systèmes électromécaniques. Elle se base sur l'utilisation d'un modèle d'identification paramétrique générique d'entraînements électromécaniques en boucle fermée, sur la connaissance du profil des lois de mouvement appliquées appelées excitations, et sur l'analyse temporelle de signaux internes et leurs corrélations avec les paramètres à identifier. L'approche est développée dans le cadre de l'identification d'entraînements à courant continu et synchrone. L'application de cette approche est effectuée au travers de simulations et de tests expérimentaux. Les résultats sont comparés à des méthodes d'identification classiques. / The research works presented in this thesis are about contributions in continuous time model parametric identication. The rst work is the development of an output error method applied on linear models, in open and closed loop. The algorithms are presented for continuous time models, using in-line or oine approaches. The method is extended to the case of the linear systems containing pure time delay. The developed method is applied to several systems and compared to the best existing methods. The second contribution is the development of a new identication approach for cascaded loop systems. This approach is developed for identifying electromechanical systems. It is based on the use of a generic parametric model of electromechanical drives in closed loop, on the knowledge of the movement laws applied and called excitations, and on the analyse of the time internal signals and their correlations with the parameters to identify. This approach is developed for identifying direct current and synchronous drives. The approach is applied with simulations and experimental tests. The obtained results are compared to best identifying known methods.

La bioélectronique est un domaine interdisciplinaire qui étudie les interconnexions et les interactions entre entités biologiques (cellules, tissus, organes) et systèmes électroniques,par l’intermédiaire du transducteur adéquat. Pour des cellules ou des tissus excitables (neurones, muscles, ...), le transducteur prend la forme d’une simple électrode, car ces tissus produisent une activité électrique spontanée ou, dans le sens inverse, peuvent être excités par un signal électrique externe. Cette communication bidirectionnelle donne lieu à deux schémas expérimentaux : l’acquisition et la stimulation. L’acquisition consiste à enregistrer, traiter et analyser les bio-signaux alors que la stimulation consiste à appliquer le courant électrique adéquat aux tissus vivants, pour déclencher une réaction. Cette thèse se concentre sur ce dernier point : deux générations de système de stimulation ont été développées, chacune basée sur un circuit intégré spécifique et adaptée à différents contextes applicatifs.Tout d’abord, le cadre scientifique a été celui du projet CENAVEX, axé sur la stimulation électrique fonctionnelle pour réhabiliter la fonction respiratoire, suite à une lésion de la moelle épinière. Ensuite, les objectifs de conception ont été étendus pour couvrir de nouveaux besoins d’application : la surveillance de l’impédance électrique in situ et l’exploration des formes d’onde de stimulation originales. Le premier pourrait être une solution pour suivre la réaction tissulaire après l’implantation d’une électrode, contribuant ainsi à la biocompatibilité à long terme des implants ; le second propose d’aller au-delà dela conventionnelle impulsion biphasique carrée et d’explorer de nouvelles formes d’ondes qui pourraient être plus efficaces en termes de consommation d’énergie, pour un effet physiologique donné.Le travail présenté dans ce manuscrit contribue à la conception, à la fabrication et au test de dispositifs de stimulation innovants. Cela a conduit au développement de deux circuits intégrés et de deux dispositifs de stimulation permettant une stimulation multicanal.Les caractérisations électriques et les validations biologiques, de la faisabilité in vitro aux expériences in vivo, ont été menées et sont décrites dans ce manuscrit. / Bioelectronics is a cross-disciplinary field that studies interconnections and interactions between biological entities (cells, tissues, organs) and electronic systems, using the adequate transducer. For excitable cells or tissues (neurons, muscles, . . . ), the transducer takes the form of a simple electrode, as these tissues produce a spontaneous electrical activity or,in the opposite way, may be excited by an external electrical signal. This bi-directional communication gives rise to two experimental schemes: acquisition and stimulation. Acquisition consists in recording, processing and analyzing bio-signals whereas stimulation consists in applying the adequate electrical current to living tissues in order to trigger a reaction. This thesis focuses on the latter: two generations of stimulation systems have been developed, both being centered on an Application Specific Integrated Circuit, and adapted to different application contexts. First, the scientific framework was given by the CENAVEX project, focusing on Functional Electrical Stimulation to rehabilitate the respiratory function, following a Spinal Cord Injury. Then, the design objectives were extended to cover new application needs:in situ electrical impedance monitoring and exploration of original stimulation wave forms.The first one could be a solution to follow the tissue reaction after electrode implantation,hence contributing to long-term biocompatibility of implants; the second one proposes to go further the conventional constant biphasic pulse and explore new wave forms that couldbe most efficient in terms of energy consumption, for a given physiological effect.The work presented in this manuscript is a contribution to the design, fabrication and test of innovative stimulation devices. It leaded to the development of two integrated circuits and two stimulation devices permitting multichannel stimulation. Both electrical characterizations and biological validations, from in vitro feasibility to in vivo experiments, have been conducted and are described in this manuscript.

Motivés par l'évolution des réglementations en matière d'écologie mais aussi par des contraintes purement économiques, plusieurs secteurs industriels se sont retrouvés dans l'obligation de développer de nouvelles méthodes et modèles pour la gestion des produits en fin de vie. Dans ce contexte, la remanufacturation vise à gérer la récupération de la valeur d’un produit avant sa fin de vie. Elle permet de prolonger le cycle de vie du produit et d’économiser une partie des besoins industriels en matière première. Ces produits remanufacturés seront remis dans le marché et destinés à une autre catégorie de clients, différente de celle des produits neufs. Dans d'autres cas, les produits remanufacturés sont réutilisés sous la forme de pièces de rechange dans les actions de maintenance, mais cette réutilisation peut varier selon la stratégie de maintenance adoptée. Dans ce contexte, cette thèse s'intéresse à l’intégration d'un flux d’approvisionnement hybride en pièces de rechange dans un modèle de maintenance basé sur la dégradation stochastique d’un système de production. Deux types de flux d’approvisionnement en pièces de rechange sont étudiés : un flux direct et un flux inverse. Le flux direct est représenté par l'utilisation de pièces de rechange neuves et le flux inverse est représenté par la réutilisation des pièces récupérées lors des remplacements ultérieurs, avec la possibilité de réaliser une action de remanufacturation pour améliorer l'état de dégradation de ces pièces de rechange. Plusieurs problématiques ont été traitées pour permettre de comprendre l'impact et l'influence d'une politique de remanufacturation sur les performances d'un système de production. En effet, dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à des systèmes de production composés d'une seule machine. Dans ce cadre, nous avons proposé des études séquentielles puis intégrées pour optimiser la politique de maintenance et celle de l'approvisionnement hybrides en pièces de rechange destinées aux actions de remplacements. Nous avons étudié également la gestion de production soumise à une contrainte de qualité basée sur l'évolution de la dégradation de la machine. Ensuite, et dans un second temps, nous avons présenté des généralisations des modèles étudiés dans le cadre de systèmes de production composés de plusieurs machines. Enfin, nous avons développé un outil d'aide à la décision pour conception de systèmes de production dans le cadre d'une politique de remanufacturation. Cette problématique - du niveau stratégique - vise à sélectionner le meilleur ensemble de machines pour construire un nouveau système de production capable de satisfaire les contraintes de production définies par décideur / Motivated by the change of regulations in the matter of sustainability, but also by pure economic constraints, several industries have found themselves obligated to develop new methods and models for the management of products that are at the end of their life cycle. In this context, the remanufacturing aims at managing the recovery of the product’s value before its end of life. This type of action will extend the product life cycle and save the use of the raw material. These remanufactured products will be re-injected in a market that serves another class of customers, different from the one using new products. In other cases, the remanufactured products are reused as spare parts for the maintenance, but this reuse may vary according to the maintenance strategy adopted. This thesis focuses on the integration of a hybrid flow supply of spare parts in a service model based on stochastic degradation of a production system. Two types of spare parts supply flows are studied: a direct flow and reverse flow. The direct flow is represented by the use of new spare parts and the reverse flow is represented by the reuse of the recovered parts during the replacements, with the ability to perform remanufacturing action to improve the degradation level of these spare parts. Several issues were treated to better understand the impact of remanufacturing policies over the performance of a production system. At the beginning we started our study with production systems composed of a single machine. In this context, we proposed sequential studies then integrated one to optimize the maintenance policy as well as the Hybrid provisioning in regard to spare parts destined to replacement actions. Similarly, we’ve studied the production management subjected to quality constraint based on the machine’s degradation process. Furthermore, we’ve presented generalizations of studied models within the context of a production system composed of several machines. Finally, we’ve developed an aid-to-decision-design tool for production systems within the remanufacturing process. This problematic aims at –from a strategic point- selecting the best group of machines to build a new system of production that is able to satisfy the constraints of a production defined by the decision maker

Cette thèse s'inscrit dans le domaine du Smart Grid. Les SGs améliorent la sécurité des réseaux électriques et permettent une utilisation adaptée de l'énergie disponible de manière limitée. Ils augmentent également l'efficacité énergétique globale en réduisant la consommation. L'utilisation de cette technologie est la solution la plus appropriée car elle permet une gestion plus efficace de l'énergie. Dans ce contexte, des compagnies comme Hydro-Québec déploient des réseaux de capteurs pour contrôler les principaux équipements. Pour réduire les coûts de déploiement et la complexité du câblage, un réseau de capteurs semble être une solution optimale. Cependant, son déploiement nécessite une connaissance approfondie de l'environnement. Les postes à haute tension sont des points stratégiques du réseau électrique et génèrent un bruit impulsif qui dégrade les performances des communications sans fil. Les travaux dans cette thèse sont centrés sur le développement de protocoles de communication performants dans ces milieux fortement perturbés. Nous avons proposé une première approche basée sur la concaténation du code à métrique de rang et le code convolutif avec la modulation OFDM. C'est une technique très efficace pour réduire l'effet du bruit impulsif tout en ayant un niveau de complexité assez faible. Une autre solution basée sur un système multi-antennaire est développée. Nous avons aussi proposé un système MIMO coopératif codé en boucle fermée basée sur le code à métrique de rang et le précodeur max-dmin. La deuxième technique est également une solution optimale pour améliorer la fiabilité du système et réduire la consommation énergétique dans les réseaux de capteurs. / This thesis is mainly in the Smart Grid domain. SGs improve the safety of electrical networks and allow a more adapted use of electricity storage, available in a limited way. SGs also increase overall energy efficiency by reducing peak consumption. The use of this technology is the most appropriate solution because it allows more efficient energy management. In this context, manufacturers such as Hydro-Quebec deploy sensor networks in the nerve centers to control major equipment. To reduce deployment costs and cabling complexity, the option of a wireless sensor network seems the most obvious solution. However, deploying a sensor network requires in-depth knowledge of the environment. High voltages substations are strategic points in the power grid and generate impulse noise that can degrade the performance of wireless communications. The works in this thesis are focused on the development of high performance communication protocols for the profoundly disturbed environments. For this purpose, we have proposed an approach based on the concatenation of rank metric and convolutional coding with orthogonal frequency division multiplexing. This technique is very efficient in reducing the bursty nature of impulsive noise while having a quite low level of complexity. Another solution based on a multi-antenna system is also designed. We have proposed a cooperative closed-loop coded MIMO system based on rank metric code and max-dmin precoder. The second technique is also an optimal solution for both improving the reliability of the system and energy saving in wireless sensor networks.