Les Algorithmes Évolutionnaires (AEs) ont été très étudiés en raison de leur capacité à résoudre des problèmes d'optimisation complexes en utilisant des opérateurs de variation adaptés à des problèmes spécifiques. Une recherche dirigée par une population de solutions offre une bonne robustesse par rapport à un bruit modéré et la multi-modalité de la fonction optimisée, contrairement à d'autres méthodes d'optimisation classiques telles que les méthodes de quasi-Newton. La principale limitation de AEs, le grand nombre d'évaluations de la fonction objectif,pénalise toutefois l'usage des AEs pour l'optimisation de fonctions chères en temps calcul.La présente thèse se concentre sur un algorithme évolutionnaire, Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES), connu comme un algorithme puissant pour l'optimisation continue boîte noire. Nous présentons l'état de l'art des algorithmes, dérivés de CMA-ES, pour résoudre les problèmes d'optimisation mono- et multi-objectifs dans le scénario boîte noire.Une première contribution, visant l'optimisation de fonctions coûteuses, concerne l'approximation scalaire de la fonction objectif. Le meta-modèle appris respecte l'ordre des solutions (induit par la valeur de la fonction objectif pour ces solutions); il est ainsi invariant par transformation monotone de la fonction objectif. L'algorithme ainsi défini, saACM-ES, intègre étroitement l'optimisation réalisée par CMA-ES et l'apprentissage statistique de meta-modèles adaptatifs; en particulier les meta-modèles reposent sur la matrice de covariance adaptée par CMA-ES. saACM-ES préserve ainsi les deux propriété clé d'invariance de CMA-ES: invariance i) par rapport aux transformations monotones de la fonction objectif; et ii) par rapport aux transformations orthogonales de l'espace de recherche.L'approche est étendue au cadre de l'optimisation multi-objectifs, en proposant deux types de meta-modèles (scalaires). La première repose sur la caractérisation du front de Pareto courant (utilisant une variante mixte de One Class Support Vector Machone (SVM) pour les points dominés et de Regression SVM pour les points non-dominés). La seconde repose sur l'apprentissage d'ordre des solutions (rang de Pareto) des solutions. Ces deux approches sont intégrées à CMA-ES pour l'optimisation multi-objectif (MO-CMA-ES) et nous discutons quelques aspects de l'exploitation de meta-modèles dans le contexte de l'optimisation multi-objectif.Une seconde contribution concerne la conception d'algorithmes nouveaux pour l'optimi\-sation mono-objectif, multi-objectifs et multi-modale, développés pour comprendre, explorer et élargir les frontières du domaine des algorithmes évolutionnaires et CMA-ES en particulier. Spécifiquement, l'adaptation du système de coordonnées proposée par CMA-ES est coupléeà une méthode adaptative de descente coordonnée par coordonnée. Une stratégie adaptative de redémarrage de CMA-ES est proposée pour l'optimisation multi-modale. Enfin, des stratégies de sélection adaptées aux cas de l'optimisation multi-objectifs et remédiant aux difficultés rencontrées par MO-CMA-ES sont proposées. / Evolutionary Algorithms (EAs) have received a lot of attention regarding their potential to solve complex optimization problems using problem-specific variation operators. A search directed by a population of candidate solutions is quite robust with respect to a moderate noise and multi-modality of the optimized function, in contrast to some classical optimization methods such as quasi-Newton methods. The main limitation of EAs, the large number of function evaluations required, prevents from using EAs on computationally expensive problems, where one evaluation takes much longer than 1 second.The present thesis focuses on an evolutionary algorithm, Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES), which has become a standard powerful tool for continuous black-box optimization. We present several state-of-the-art algorithms, derived from CMA-ES, for solving single- and multi-objective black-box optimization problems.First, in order to deal with expensive optimization, we propose to use comparison-based surrogate (approximation) models of the optimized function, which do not exploit function values of candidate solutions, but only their quality-based ranking.The resulting self-adaptive surrogate-assisted CMA-ES represents a tight coupling of statistical machine learning and CMA-ES, where a surrogate model is build, taking advantage of the function topology given by the covariance matrix adapted by CMA-ES. This allows to preserve two key invariance properties of CMA-ES: invariance with respect to i). monotonous transformation of the function, and ii). orthogonal transformation of the search space. For multi-objective optimization we propose two mono-surrogate approaches: i). a mixed variant of One Class Support Vector Machine (SVM) for dominated points and Regression SVM for non-dominated points; ii). Ranking SVM for preference learning of candidate solutions in the multi-objective space. We further integrate these two approaches into multi-objective CMA-ES (MO-CMA-ES) and discuss aspects of surrogate-model exploitation.Second, we introduce and discuss various algorithms, developed to understand, explore and expand frontiers of the Evolutionary Computation domain, and CMA-ES in particular. We introduce linear time Adaptive Coordinate Descent method for non-linear optimization, which inherits a CMA-like procedure of adaptation of an appropriate coordinate system without losing the initial simplicity of Coordinate Descent.For multi-modal optimization we propose to adaptively select the most suitable regime of restarts of CMA-ES and introduce corresponding alternative restart strategies.For multi-objective optimization we analyze case studies, where original parent selection procedures of MO-CMA-ES are inefficient, and introduce reward-based parent selection strategies, focused on a comparative success of generated solutions.

Introduction : La pratique infirmière au Service Info-Santé est complexe du fait qu’elle a lieu en contexte téléphonique. La douleur est impliquée dans de nombreux appels. Peu d’activités de formation continue (FC) adaptées à leur réalité sont offertes aux infirmières du service Info-Santé 8-1-1. De façon générale, les FC typiques sont coûteuses, pratiquement inaccessibles et elles ne reposent pas sur l’évaluation des besoins de FC des infirmières. Objectifs : Cette étude avait pour but de concevoir et d’évaluer une activité de FC par et pour les infirmières du service Info-Santé 8-1-1 en : 1) évaluant leurs besoins de FC en gestion de la douleur (GD), 2) concevant une activité de FC en GD, 3) évaluant leurs connaissances et perceptions de leurs activités infirmières en GD avant, après et trois mois suivant une activité de FC et 4) évaluant leur satisfaction par rapport à l’activité de FC et à l’égard de la réponse aux besoins de FC ainsi que l’impact dans leur pratique infirmière. Méthode : Cette recherche s’appuie sur le modèle conceptuel de Le Boterf (2011) et utilise un dispositif mixte simultané transformatif (Creswell, 2011), par l’importance accordée à la participation des infirmières et gestionnaires au cours du processus de recherche. Diverses méthodes de collecte de données ont été utilisées, soit la technique du groupe nominal (TGN) (besoins de FC), la discussion de groupe focalisée (application des connaissances, satisfaction), ainsi que des questionnaires (satisfaction face à la Journée de FC, connaissances et perception de la pratique infirmière en GD). Une activité de FC, fondée sur les lignes directives en GD, a été conçue en réponse aux attentes et besoins de FC des infirmières. Elle comportait un premier volet d’une durée d’une journée et un deuxième volet sous forme de soutien clinique en milieu de travail, ainsi que des outils pour l’évaluation de la douleur et l’intervention utiles en contexte d’intervention téléphonique. Résultats : Les résultats démontrent les bénéfices d’une activité de FC en GD sur les connaissances des infirmières du service Info-Santé 8-1-1. Les connaissances en GD se sont améliorées et se sont maintenues dans le temps. Également, le sentiment de compétence en GD s’est amélioré avec cette activité de FC. Conclusion : L’approche participative ainsi que le soutien clinique post formation utilisés dans cette étude démontrent l’importance de l’implication des infirmières – participantes dans la conception de l’activité de FC, dans l’amélioration des connaissances et de l’impact qu’une telle activité a sur la perception de leur pratique infirmière en GD.

L'objectif de réduction de la consommation en kérosène des avions passant par une plus grande efficacité des systèmes, la distribution électrique devient un moyen privilégié pour satisfaire les besoins. Dans ce cadre, la notion d'avion « plus électrique » implique de revoir les systèmes de distribution et d'étudier, notamment, le passage en haute tension continue(HVDC). Une description générale des systèmes embarqués sur les avions civils est donnée dans ce manuscrit ainsi qu'une description des avantages et inconvénients des différents vecteurs énergétiques permettant de mieux situer les gains envisageables lors du passage à l'électrification des systèmes. Cependant, la mise en place de la distribution HVDC peut entraîner de nouveaux problèmes, notamment de qualité et/ou d'instabilité. Afin de palier ces problèmes, une architecture est proposée dans laquelle les équipements sont reliés entre eux par des coeurs de distribution eux-mêmes liés par des organes de transferts de puissances pouvant maîtriser ces transferts: on parle alors de réseau maillé. Pour pouvoir réaliser ces transferts, deux types d'équipements électroniques de puissance sont proposés : le DCPFC (Direct Current Power Flow Controler) et le MAPFC (Mixed function for Actuation and Power Flow Control). Ces équipements imposent une gestion énergétique spécifique: il faut déterminer les modes de fonctionnement des équipements ainsi que les références des puissances à transférer. Pour cela, une modélisation du réseau sous forme de graphe est effectuée, ceci se traduisant par un algorithme générique permettant de déterminer les équations structurelles du réseau ainsi que deux algorithmes servant à contrôler des grandeurs distinctes: Les grandeurs discrètes sont contrôlées par un système expert détenant un ensemble de règles de fonctionnement ; Les grandeurs continues sont gérées par un algorithme de recherche de flot dans un graphe. Après la mise en place en simulation de l'ensemble du réseau maillé, un banc d'essai expérimental valide les principes décrits théoriquement et permet l'étude de différentes gestions énergétiques (tout autant qu'il permet de tester un équipement seul ou le réseau dans une configuration non-maillée). Finalement, une exploitation des concepts sur un réseau répondant aux normes aéronautiques est développée. Ceci posant notamment des problèmes aux niveaux de la conception des équipements mais également sur l'architecture actuelle des réseaux électriques (connexion du neutre des générateurs, protection des personnes, compatibilité électromagnétique, etc.).

Dans une perspective de réduction des coûts de la mise en forme des composites, il est essentiel de disposer d'un outil de simulation du procédé et donc d'une bonne connaissance des modèles de comportement susceptibles d'être utilisés. Plusieurs approches liées aux différentes échelles des milieux fibreux tissés sont analysées ; la constitution des lois de comportement de ces milieux dépend étroitement des propriétés directionnelles induites par chaque famille de fibres.<br />Une analyse expérimentale puis numérique de la mise en forme par emboutissage de pièces à géométrie non-développable a été menée. Elle porte sur le préformage et le thermoformage réalisés respectivement sur des renforts tissés non imprégnés et sur des composites à matrice thermoplastique. L'objectif est, dans le premier cas, d'observer les mécanismes de déformation en jeu et de mesurer quelques grandeurs caractéristiques, et dans le second cas, de se rapprocher des conditions réelles de mise en forme par thermoformage des CFRTP à l'échelle industrielle. Le solveur PAM FORM est utilisé pour la simulation du procédé.<br />Après avoir caractérisé la loi de comportement qui y est implémentée, nous avons effectué plusieurs tests à partir desquels une comparaison est proposée entre les résultats obtenus par simulation et ceux obtenus expérimentalement. La formulation utilisée ayant fait ses preuves dans le cas de la mise en forme de composites à renforts unidirectionnels, nous proposons quelques pistes pour construire une autre loi de comportement pour des composites à renforts tissés.

Dans le cadre de l'optimisation multiobjectif, les métaheuristiques sont reconnues pour être des méthodes performantes mais elles ne rencontrent qu'un succès modéré dans le monde de l'industrie. Dans un milieu où seule la performance compte, l'aspect stochastique des métaheuristiques semble encore être un obstacle difficile à franchir pour les décisionnaires. Il est donc important que les chercheurs de la communauté portent un effort tout particulier sur la facilité de prise en main des algorithmes. Plus les algorithmes seront faciles d'accès pour les utilisateurs novices, plus l'utilisation de ceux-ci pourra se répandre. Parmi les améliorations possibles, la réduction du nombre de paramètres des algorithmes apparaît comme un enjeu majeur. En effet, les métaheuristiques sont fortement dépendantes de leur jeu de paramètres. Dans ce cadre se situe l'apport majeur de TRIBES, un algorithme mono-objectif d'Optimisation par Essaim Particulaire (OEP) qui fonctionne automatiquement,sans paramètres. Il a été mis au point par Maurice Clerc. En fait, le fonctionnement de l'OEP nécessite la manipulation de plusieurs paramètres. De ce fait, TRIBES évite l'effort de les régler (taille de l'essaim, vitesse maximale, facteur d'inertie, etc.).Nous proposons dans cette thèse une adaptation de TRIBES à l'optimisation multiobjectif. L'objectif est d'obtenir un algorithme d'optimisation par essaim particulaire multiobjectif sans paramètres de contrôle. Nous reprenons les principaux mécanismes de TRIBES auxquels sont ajoutés de nouveaux mécanismes destinés à traiter des problèmes multiobjectif. Après les expérimentations, nous avons constaté, que TRIBES-Multiobjectif est moins compétitif par rapport aux algorithmes de référence dans la littérature. Ceci peut être expliqué par la stagnation prématurée de l'essaim. Pour remédier à ces problèmes, nous avons proposé l'hybridation entre TRIBES-Multiobjectif et un algorithme de recherche locale, à savoir le recuit simulé et la recherche tabou. L'idée était d'améliorer la capacité d'exploitation deTRIBES-Multiobjectif. Nos algorithmes ont été finalement appliqués sur des problèmes de dimensionnement des transistors dans les circuits analogiques

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

La résolution satisfaisante d'un problème d'optimisation difficile, qui comporte un grand nombre de solutions sous-optimales, justifie souvent le recours à une métaheuristique puissante. La majorité des algorithmes utilisés pour résoudre ces problèmes d'optimisation sont les métaheuristiques à population. Parmi celles-ci, nous intéressons à l'Optimisation par Essaim Particulaire (OEP, ou PSO en anglais) qui est apparue en 1995. PSO s'inspire de la dynamique d'animaux se déplaçant en groupes compacts (essaims d'abeilles, vols groupés d'oiseaux, bancs de poissons). Les particules d'un même essaim communiquent entre elles tout au long de la recherche pour construire une solution au problème posé, et ce en s'appuyant sur leur expérience collective. L'algorithme PSO, qui est simple à comprendre, à programmer et à utiliser, se révèle particulièrement efficace pour les problèmes d'optimisation à variables continues. Cependant, comme toutes les métaheuristiques, PSO possède des inconvénients, qui rebutent encore certains utilisateurs. Le problème de convergence prématurée, qui peut conduire les algorithmes de ce type à stagner dans un optimum local, est un de ces inconvénients. L'objectif de cette thèse est de proposer des mécanismes, incorporables à PSO, qui permettent de remédier à cet inconvénient et d'améliorer les performances et l'efficacité de PSO. Nous proposons dans cette thèse deux algorithmes, nommés PSO-2S et DEPSO-2S, pour remédier au problème de la convergence prématurée. Ces algorithmes utilisent des idées innovantes et se caractérisent par de nouvelles stratégies d'initialisation dans plusieurs zones, afin d'assurer une bonne couverture de l'espace de recherche par les particules. Toujours dans le cadre de l'amélioration de PSO, nous avons élaboré une nouvelle topologie de voisinage, nommée Dcluster, qui organise le réseau de communication entre les particules. Les résultats obtenus sur un jeu de fonctions de test montrent l'efficacité des stratégies mises en oeuvre par les différents algorithmes proposés. Enfin, PSO-2S est appliqué à des problèmes pratiques, en segmentation d'images et en électronique / The successful resolution of a difficult optimization problem, comprising a large number of sub optimal solutions, often justifies the use of powerful metaheuristics. A wide range of algorithms used to solve these combinatorial problems belong to the class of population metaheuristics. Among them, Particle Swarm Optimization (PSO), appeared in 1995, is inspired by the movement of individuals in a swarm, like a bee swarm, a bird flock or a fish school. The particles of the same swarm communicate with each other to build a solution to the given problem. This is done by relying on their collective experience. This algorithm, which is easy to understand and implement, is particularly effective for optimization problems with continuous variables. However, like several metaheuristics, PSO shows some drawbacks that make some users avoid it. The premature convergence problem, where the algorithm converges to some local optima and does not progress anymore in order to find better solutions, is one of them. This thesis aims at proposing alternative methods, that can be incorporated in PSO to overcome these problems, and to improve the performance and the efficiency of PSO. We propose two algorithms, called PSO-2S and DEPSO-2S, to cope with the premature convergence problem. Both algorithms use innovative ideas and are characterized by new initialization strategies in several areas to ensure good coverage of the search space by particles. To improve the PSO algorithm, we have also developed a new neighborhood topology, called Dcluster, which can be seen as the communication network between the particles. The obtained experimental results for some benchmark cases show the effectiveness of the strategies implemented in the proposed algorithms. Finally, PSO-2S is applied to real world problems in both image segmentation and electronics fields

Les enseignants d’une école publique de Fortaleza (Nordeste du Brésil), accompagnés en cela par un groupe de recherche universitaire, tentent de mettre en acte le principe de l’inclusion scolaire généralisée à tous les enfants en difficulté ou en situation de handicap, tel qu’il est garanti par le cadre législatif brésilien en charge de la mise en oeuvre de la nouvelle politique scolaire énoncée en 1988 par la dernière Constitution Fédérale de ce pays. Dans un premier temps, à travers une rapide histoire de l’école publique et de l’éducation spécialisée au Brésil, ainsi que d’une révision de littérature détaillée sur l’inclusion, il s’agit de mettre en évidence la toile de fond sur laquelle se détache cette action de formation continue dans une perspective inclusive. Dans un second temps, en s’appuyant sur l’oeuvre de Michel Foucault et, complémentairement, sur les réflexions de certains sociologues (Weber, Bourdieu, etc.), une ethnographie de cet accompagnement pédagogique, durant plus de deux ans, va montrer combien une action de formation à visée inclusive constitue une stratégie politique et, par conséquent, n’échappe pas aux relations de domination qui se rencontre dans quelque type de formation que ce soit, y compris de type “traditionnel“ qui paraît, soudain, condamnable. Dans un troisième temps, il s’agit de montrer comment certains “régimes de vérité“, certaines techniques disciplinaires et “technologies de soi“, qui traversent cette formation continue, contribuent à la production d’une multiplicité de savoirs et d’effets de subjectivation qui vont permettre l’émergence de sujets particuliers, qui se définissent en fonction de ce qu’ils ont retiré de cette expérience et en fonction du positionnement qu’ils ont adopté vis-à-vis d’elle. / Monitored in their pedagogical activities by a group of University researchers, the teachers of a public school in Fortaleza try to practice the principle of a generalized school inclusion to all children with special needs, such as is guaranteed by the Brazilian Constitution of 1988. In the first part of the study, through a brief account of both, the public school and special education in Brazil, as well as a careful bibliographical review about inclusion, it is presented the sociopolitical basis on which such an action of continuous formation for inclusion takes place. In the second part, based on the works of Michel Foucault and, complementarily, on the studies of classical sociologists (Weber, Bourdieu, etc.), an etnography of the pedagogical formation, which lasted more than two years, will show how a process of formation with the aim of inclusion constitutes in a political strategy. Therefore, it does not escape from the relations of domination that can be found in any other kind of the so-called “traditional” formation which, in the inclusion environment, is so condemned. In the third part, the study demonstrates how certain “regimes of truth”, disciplinary techniques, and “technologies of self”, which permeates all along the continuous formation, contribute to a production of multiple knowledge and effects of subjectivation that will allow the emergency of unique subjects that define themselves in function of what they took from that experience or in function of the positioning they adopted in regards to it.

La thèse de doctorat porte sur l'éthique dans la relation éducative. Elle s'intéresse à l'engagement du formateur pour orienter son activité dans une relation d'accompagnement en formation professionnelle continue en soins infirmiers. Il est fait l'hypothèse que cet engagement ne peut être qu'éthique et orienté dans une éthique de la relation. La problématique de recherche porte sur la relation d'accompagnement visant la professionnalisation dans une profession traversée par différentes finalités. La méthodologie de recherche s'appuie sur l'analyse de l'activité, utilisant des traces visuelles et auditives pour l'élaboration d'une compréhension de l'engagement éthique pour s'orienter par l'action. L'investigation de l'activité de six formateurs dans la relation d'accompagnement est conduite à partir d'une double analyse, du discours et interprétative sur la base d'indicateurs issus du cadre théorique élaboré.Les résultats éclairent l'extrême variabilité de l'orientation éthique et l'importance de l'expérience dans le déploiement d'une réflexivité délibérante. Cette variabilité a des conséquences sur la manière d'investir la relation éducative d'accompagnement, ses dilemmes et de conduire la mission de formation. Une éthique de la relation met en œuvre un accompagnement autorisant une professionnalisation comme mise en projet par la reliance à la culture infirmière.La finalité de ce travail de recherche s'inscrit dans une didactique au service de la formation. L'utilisation du collectif apparaît comme un moyen pouvant servir à faire émerger un travail d'interprétation de l'action et de soi et la faculté à délibérer sur la légitimité de ses actes. / PhD thesis is part of the field research on ethics in the educational relationship. She is interested in the commitment of the trainer to guide his activity in a relationship of coaching in the field of continuing professional education in nursing. It is hypothesized that this commitment can only be ethical and oriented in an ethics of the relationship.The research problematic focuses on the relationship of coaching to professionalization in nursing, a professional field crossed by different finalities. Methodologically, the research relies on the analysis of the activity, using visual and auditory traces in the development of the understanding of the ethical commitment to direct action. The investigation of the activity of six trainers in the relationship of coaching is conduct from double analysis, discourse analysis and interpretative analysis on the basis on indicators developed from the theoretical framework.The results shed light on the extreme variability of the trainers' ethical orientation and on the importance of the experience in the deployment of a deliberative reflexivity. This variability has consequences on how to conduct the relationship of coaching, to deal with its dilemmas and with the training mission. An ethics of the relationship implements a coaching allowing professionalization process as power of action by the reliance with the nursing culture.The purpose of this research is part of a didactic dedicated to the teacher training. Using the collective appears as a mean that can be used by a trainer to develop an interpretation of action and of himself, and the ability to deliberate on the legitimacy of his actions.