Au cours des dernières décennies, nous avons été témoins d'une évolution considérable dans l'informatique mobile, réseau sans fil et des appareils portatifs. Dans les réseaux de communication à venir, les utilisateurs devraient être encore plus mobiles exigeant une connectivité omniprésente à différentes applications qui seront de préférence au courant de leur contexte. Certes, les informations de localisation dans le cadre de leur contexte est d'une importance primordiale à la fois la demande et les perspectives du réseau. Depuis l'application ou de point de vue utilisateur, la fourniture de services peut mettre à jour si l'adaptation au contexte de l'utilisateur est activée. Du point de vue du réseau, des fonctionnalités telles que le routage, la gestion de transfert, l'allocation des ressources et d'autres peuvent également bénéficier si l'emplacement de l'utilisateur peuvent être suivis ou même prédit. Dans ce contexte, nous nous concentrons notre attention sur la localisation à l'intérieur et de la prévision transfert qui sont des composants indispensables à la réussite ultime de l'ère de la communication omniprésente envisagé. Alors que les systèmes de positionnement en plein air ont déjà prouvé leur potentiel dans un large éventail d'applications commerciales, le chemin vers un système de localisation à l'intérieur de succès est reconnu pour être beaucoup plus difficile, principalement en raison des caractéristiques difficiles à l'intérieur et l'exigence d'une plus grande précision. De même, la gestion de transfert dans le futur des réseaux hétérogènes sans fil est beaucoup plus difficile que dans les réseaux traditionnels homogènes. Régimes de procédure de transfert doit être sans faille pour la réunion strictes de qualité de service (QoS) des applications futures et fonctionnel malgré la diversité des caractéristiques de fonctionnement des différentes technologies. En outre, les décisions transfert devraient être suffisamment souples pour tenir compte des préférences utilisateur d'un large éventail de critères proposés par toutes les technologies. L'objectif principal de cette thèse est de mettre au point précis, l'heure et l'emplacement de puissance et de systèmes efficaces de gestion de transfert afin de mieux satisfaire applications sensibles au contexte et mobiles. Pour obtenir une localisation à l'intérieur, le potentiel de réseau local sans fil (WLAN) et Radio Frequency Identification (RFID) que l'emplacement autonome technologies de détection sont d'abord étudiés par des essais plusieurs algorithmes et paramètres dans un banc d'essai expérimental réel ou par de nombreuses simulations, alors que leurs lacunes sont également été identifiés. Leur intégration dans une architecture commune est alors proposée afin de combiner leurs principaux avantages et surmonter leurs limitations. La supériorité des performances du système de synergie sur le stand alone homologues est validée par une analyse approfondie. En ce qui concerne la tâche de gestion transfert, nous repérer que la sensibilité au contexte peut aussi améliorer la fonctionnalité du réseau. En conséquence, deux de tels systèmes qui utilisent l'information obtenue à partir des systèmes de localisation sont proposées. Le premier schéma repose sur un déploiement tag RFID, comme notre architecture de positionnement RFID, et en suivant la scène WLAN analyse du concept de positionnement, prédit l'emplacement réseau de la prochaine couche, c'est à dire le prochain point de fixation sur le réseau. Le second régime repose sur une approche intégrée RFID et sans fil de capteur / actionneur Network (WSAN) de déploiement pour la localisation des utilisateurs physiques et par la suite pour prédire la prochaine leur point de transfert à deux couches de liaison et le réseau. Etre indépendant de la technologie d'accès sans fil principe sous-jacent, les deux régimes peuvent être facilement mises en œuvre dans des réseaux hétérogènes [...] / Over the last few decades, we have been witnessing a tremendous evolution in mobile computing, wireless networking and hand-held devices. In the future communication networks, users are anticipated to become even more mobile demanding for ubiquitous connectivity to different applications which will be preferably aware of their context. Admittedly, location information as part of their context is of paramount importance from both application and network perspectives. From application or user point of view, service provision can upgrade if adaptation to the user's context is enabled. From network point of view, functionalities such as routing, handoff management, resource allocation and others can also benefit if user's location can be tracked or even predicted. Within this context, we focus our attention on indoor localization and handoff prediction which are indispensable components towards the ultimate success of the envisioned pervasive communication era. While outdoor positioning systems have already proven their potential in a wide range of commercial applications, the path towards a successful indoor location system is recognized to be much more difficult, mainly due to the harsh indoor characteristics and requirement for higher accuracy. Similarly, handoff management in the future heterogeneous wireless networks is much more challenging than in traditional homogeneous networks. Handoff schemes must be seamless for meeting strict Quality of Service (QoS) requirements of the future applications and functional despite the diversity of operation features of the different technologies. In addition, handoff decisions should be flexible enough to accommodate user preferences from a wide range of criteria offered by all technologies. The main objective of this thesis is to devise accurate, time and power efficient location and handoff management systems in order to satisfy better context-aware and mobile applications. For indoor localization, the potential of Wireless Local Area Network (WLAN) and Radio Frequency Identification (RFID) technologies as standalone location sensing technologies are first studied by testing several algorithms and metrics in a real experimental testbed or by extensive simulations, while their shortcomings are also identified. Their integration in a common architecture is then proposed in order to combine their key benefits and overcome their limitations. The performance superiority of the synergetic system over the stand alone counterparts is validated via extensive analysis. Regarding the handoff management task, we pinpoint that context awareness can also enhance the network functionality. Consequently, two such schemes which utilize information obtained from localization systems are proposed. The first scheme relies on a RFID tag deployment, alike our RFID positioning architecture, and by following the WLAN scene analysis positioning concept, predicts the next network layer location, i.e. the next point of attachment to the network. The second scheme relies on an integrated RFID and Wireless Sensor/Actuator Network (WSAN) deployment for tracking the users' physical location and subsequently for predicting next their handoff point at both link and network layers. Being independent of the underlying principle wireless access technology, both schemes can be easily implemented in heterogeneous networks. Performance evaluation results demonstrate the advantages of the proposed schemes over the standard protocols regarding prediction accuracy, time latency and energy savings

L’utilisation du concept de corridor dans le domaine du transport n’est pas nouvelle. En effet, il existe une importante littérature qui étudie le corridor en tant que produit économique et politique issu du développement urbain notamment associé à la présence de services et d’infrastructures de transport. Cependant, l’utilisation de ce concept plurivoque dans la planification et l’évaluation de l’offre au niveau urbain demeure encore limitée, compte tenu de l’absence d’une définition claire et d’une approche de modélisation adaptée à la nature des déplacements, très dispersés, dans l’aire urbaine. Cette thèse contribue à la modélisation des corridors de déplacement en milieu urbain et au diagnostic de l’offre associée. Dans cette optique, la thèse offre une réflexion approfondie sur la définition et les caractéristiques d’un corridor de transport et propose un cadre de modélisation dont l’identification repose sur la demande. Les corridors de demande qui en émergent sont par la suite utilisés en tant qu’unités de référence à l’échelle collective, ce qui permet d’évaluer l’éloignement entre la demande et l’offre d’un corridor. La thèse définie le corridor comme l'enveloppe qui encapsule une forte concentration de trajectoires similaires. Ainsi, elle propose un algorithme, appelé Trajectory Clustering for Desire Line (TraClus-DL), pour identifier les corridors à partir des données origine-destination (OD) désagrégées (lignes de désir). Par la suite, la thèse distingue trois types de corridor de demande et illustre leurs potentiels dans les processus de planification. La thèse propose un cadre d’évaluation du niveau de durabilité de l’offre reposant sur le concept de corridors de demande. De plus, elle évalue les différentes facettes de la structure spatiale de l’offre en utilisant ce cadre. Les résultats obtenus par l’étude des corridors de demande permettent d’avoir une réflexion plus profonde face au concept des corridors et leur rôle dans les processus de planification. Le potentiel de synthétiser une grande matrice OD en illustrant les principaux flux de mobilité offre aux planificateurs un outil « neutre » de visualisation distant de l’offre et des découpages administratifs ou opérationnels. Les mêmes résultats permettent de tracer les axes denses de mobilité ce qui facilite l’identification des potentiels d’amélioration ou la désignation et la planification de l’offre. Enfin, la demande et l’offre sont inséparables. La combinaison entre les deux visions permet de couvrir un angle plus large qu’une étude basée uniquement sur la demande ou sur l’offre. Le but ultime de cette thèse est d’explorer le concept et les limites d’une approche basée sur la demande brute uniquement pour mieux comprendre la mobilité. Cette compréhension amène à identifier les besoins et les potentiels d’amélioration selon une perspective distante de tous les obstacles et les limites préconçues au niveau opérationnel, technique et politique. / Many researchers have benefited from the concept of the transport corridor to cover mobility issues. However, the use of the concept of the transport corridor in the urban transportation assessment and planning process remains limited due to the lack of a clear definition and modeling approach adapted to the very scattered nature of travel in urban areas. This thesis provides a deep reflection on the transport corridor’s definition and characteristics and offers a modeling framework to identify urban transportation corridors using the transport demand, represented by the Origin and Destination (OD), in the absence of supply elements. In addition, the thesis provides new insights into the possible ways that demand corridors can be seen and used to understand mobility patterns so to assess, plan, and improve the transportation supply. Furthermore, it proposes a global framework and constructs some indicators that incorporate demand corridor as a “fair” comparison unit, to assess the adequacy of transportation supply with respect to the demand. The first main chapter proposes define corridor as the envelope that encapsulate a high concentration of similar trajectories. Then, it defines demand corridors using demand elements such as origin destination data. The second chapter proposes an algorithm called Trajectory Clustering for Desire Line (TraClus-DL) to identify demand corridors. The followed chapter defines three types of demand corridors and highlights their potential use in transportation planning. The next chapter proposes a framework to assess the supply sustainability level by benefiting from the demand corridor as a reference unit. Work in the following chapter benefits from the framework and provides new insights into the possible ways of assessing the spatial characteristics of the supply structure. The results obtained by studying the demand corridors allow a deep reflection on the concept of corridors and their role in transportation assessment and planning. In addition, to synthesizing and visualizing OD matrixes, demand corridors trace the shape of dense mobility axes and appear as relevant tools for transportation planning, and in the decision-making processes in which an indicator is needed to evaluate the current or planned supply. The use of the demand corridor as a reference unit reflects the collective demand standpoint and offers the possibility to rank supplies based on each supply's level of compliance to the demand flow. Finally, the demand and the supply are inseparable. The combination of the demand corridor studies and the supply corridor studies covers a wider angle than studying the demand or the supply. The ultimate goal of this thesis is to explore the concept and limits of an approach based on the unprocessed demand to better understand the mobility. This understanding leads to identify the needs of potential improvements in the absence of preconceived operational, technical, or political limitations.

Cette thèse comporte des résultats théoriques et pratiques sur deux métaheuristiques, la Recherche Dispersée et la Recherche Voisinage variable (RVV), ainsi que sur des Matheuristiques. Au niveau théorique, la contribution principale de cette thèse est la proposition d’un algorithme de recherche dispersée avec l’arrondi directionnel convergent pour les programmes en nombres entiers mixtes (0-1 MIP), avec une preuve de cette convergence en un nombre fini d’itérations. En se basant sur cet algorithme convergeant, deux implémentations et plusieurs heuristiques sont proposées et testées sur des instances de 0-1 MIP. Les versions testées reposent sur des implémentations non optimisées pour mettre en évidence la puissance des approches dans une forme simplifiée. Nos résultats démontrent l’efficacité de ces approches initiales, ce qui les rend attractives lorsque des solutions de très haute qualité sont recherchées avec un investissement approprié en termes d’effort de calcul. Cette thèse inclut également quelques nouvelles variantes de la métaheuristique Recherche Voisinage Variable telles qu’une recherche voisinage variable deux niveaux, une recherche voisinage variable imbriquée, une descente voisinage variable cyclique et une heuristique de plongée voisinage variable. En outre, plusieurs implémentations efficaces de ces algorithmes basés sur la recherche voisinage variable ont été appliquées avec succès à des problèmes NP-Difficiles apparaissant en transport, logistique, production d’énergie, ordonnancement, et segmentation. Les heuristiques proposées se sont avérées être les nouvelles heuristiques de référence sur tous les problèmes considérés. La dernière contribution de cette thèse repose sur la proposition de plusieurs matheuristiques pour résoudre le problème de Conception de Réseau Multi-flots avec Coût fixe (CRMC). Les performances de ces matheuristiques ont été évaluées sur un ensemble d’instances de référence du CRMC. Les résultats obtenus démontrent la compétitivité des approches proposées par rapport aux approches existantes de la littérature. / This thesis consists of results obtained studying Scatter Search, Variable Neighbourhood Search (VNS), and Matheuristics in both theoretical and practical context. Regarding theoretical results, one of the main contribution of this thesis is a convergent scatter search with directional rounding algorithm for 0-1 Mixed Integer Programs (MIP) with the proof of its finite convergence. Besides this, a convergent scatter search algorithm is accompanied by two variants of its implementation. Additionally, several scatter search based heuristics, stemming from a convergent scatter search algorithm have been proposed and tested on some instances of 0-1 MIP. The versions of the methods tested are first stage implementations to establish the power of the methods in a simplified form. Our findings demonstrate the efficacy of these first stage methods, which makes them attractive for use in situations where very high quality solutions are sought with an efficient investment of computational effort.This thesis also includes new variants of Variable Neighborhood Search metaheuristic such as a two-level variable neighborhood search, a nested variable neighborhood search, a cyclic variable neighborhood descent and a variable neighborhood diving. Additionally, several efficient implementation of those variable neighborhood search algorithms have been successfully applied for solving NP-Hard problems appearing in transportation, logistics, power generation, scheduling and clustering. On all tested problems, the proposed VNS heuristics turned out to be a new state-of-the art heuristics. The last contribution of this thesis consists of proposing several matheuristics for solving Fixed-Charge Multicommodity Network Design (MCND) problem. The performances of these matheuristics have been disclosed on benchmark instances for MCND. The obtained results demonstrate the competitiveness of the proposed matheuristics with other existing approaches in the literature.