Les insectes contribuent à la pollinisation de 70% des espèces cultivées aujourd’hui à travers le monde. Avec l’intensification de l’agriculture au début du XXème siècle, les agriculteurs se sont mis à introduire des colonies d’abeilles mellifères dans leurs cultures entomophiles pour assurer le service de pollinisation. Avec la reconnaissance croissante du rôle majeur joué par les insectes sauvages dans la pollinisation des cultures, le concept de pollinisation intégrée des cultures a récemment vu le jour, encourageant à combiner insectes pollinisateurs introduits et sauvages en adaptant les pratiques agricoles pour assurer une pollinisation durable des cultures. Mais l’introduction d’insectes pollinisateurs d’élevage est une pratique encore très empirique qui manque de références techniques pour pouvoir être mise en œuvre avec précision. L’objectif général de cette thèse était de fournir des éléments pour mettre au point une méthode objective pour définir la charge en unités opérationnelles d’abeilles mellifères à introduire par unité de surface de culture cible pour complémenter la faune pollinisatrice sauvage pour que la pollinisation ne soit pas un facteur de production limitant.Nous avons travaillé sur une lignée mâle fertile et une lignée mâle stérile de colza (Brassica napus L.), les productions de semence hybride dépendant entièrement des insectes pour la pollinisation chez cette espèce. Nous avons pu déterminer (i) le nombre minimum de grains de pollen viables devant être déposés par stigmate pour que la grenaison puisse être complète en fonction de la température, (ii) la durée après anthèse pendant laquelle le pollen doit être déposé sur le stigmate pour que la grenaison puisse être complète en fonction de la température, (iii) la durée pendant laquelle une fleur sécrète du nectar en fonction de la température pour chacune des deux lignées, et (iv) la vitesse de cette sécrétion nectarifère en fonction de la température pour chacune des deux lignées. Nous avons également validé une méthode d’évaluation rapide de la taille des cheptels d’abeilles mellifères introduits dans les cultures entomophiles, couramment utilisée dans certains pays, en tenant compte de la température.A partir de ces éléments, nous avons proposé d’introduire les concepts d’offre et de demande en pollinisation d’une culture cible, afin de quantifier les déficits de pollinisation et le nombre d’insectes pollinisateurs à introduire pour compléter ces déficits. Ces premiers éléments fournissent une base pour construire un modèle mécaniste de gestion intégrée de la pollinisation, pour prédire le nombre d’insectes pollinisateurs à introduire dans une culture étant donné son contexte climatique, paysager et variétal. / Insects contribute to the pollination of 70% of the species cultivated today around the world. With the agriculture intensification in the early twentieth century, farmers began to introduce honey bees colonies into their entomophilous crops to provide pollination service. With the growing recognition of the major role played by wild insects in crop pollination, the concept of integrated crop pollination recently emerged, encouraging the combination of introduced and wild pollinating insects by adapting agricultural practices to ensure sustainable pollination of crops. But the introduction of managed pollinating insects is still an empirical practice that lacks technical references to be implemented with precision. The general objective of this thesis was to provide elements to develop an objective method to define the operational unit load of honey bees to be introduced per unit area of target crop to complement wild pollinating fauna so that pollination is not a limiting factor for production.We worked on a male fertile and a male sterile oilseed rape (Brassica napus L.) lines, hybrid seed productions being entirely dependent on insects for pollination in this species. We were able to determine (i) the minimum number of viable pollen grains to be deposited on stigma so that seed set was complete depending on the temperature, (ii) the duration after anthesis during which the pollen must be deposited on the stigma so that seed set was complete depending on the temperature, (iii) the length of time a flower secretes nectar as a function of temperature for each of the two lines, and (iv) the rate of this nectar secretion as a function of temperature for each of the two lines. We also validated a method for rapid assessment of the size of honey bee stocking rate introduced into entomophilous crops, commonly used in some countries, taking into account temperature.From these elements, we proposed to introduce the concepts of supply and demand in pollination of a target crop, in order to quantify the pollination deficits and the number of pollinating insects to introduce to complete these deficits. These first elements provide a basis for constructing a mechanistic model of integrated pollination management, to predict the number of pollinating insects to be introduced into a crop given its climatic, landscape and varietal context.

L’irrigation a connu de grands changements dans le bassin du Rhône français durant les trente dernières années du vingtième siècle. La mise en œuvre d’un Système d’Information sur le bassin du Rhône (SIR) montre l’existence de quatre grands systèmes d’irrigation qui s’individualisent au sein de plusieurs « régions d’irrigation ». Ces dernières révèlent des dynamiques contrastées, mettant à mal l’idée que l’irrigation aurait connu une expansion continue et homogène, même si les superficies irriguées augmentent globalement. Ces dynamiques spatiales s’expliquent par les profondes transformations d’une pratique modernisée, utilisant des techniques toujours plus économes en eau. C’est d’ailleurs le deuxième enseignement de la recherche : l’accroissement général des superficies irriguées n’a pas entraîné une augmentation des demandes en eau. Celles-ci ont plutôt tendance à diminuer, de l’ordre de 30 % en trente ans. Sous l’impulsion des gestionnaires, les irrigants font un usage de plus en plus raisonné des ressources en eau et, à terme, il ne faut certainement pas considérer l’irrigation comme une menace généralisée pour les équilibres environnementaux... Le mémoire de thèse s’accompagne d’un système de gestion de l’information géographique et d’un atlas en version électronique. / Over the last thirty years of the twentieth century, irrigation in the French basin of the Rhône river has undergone substantial change. The implementation of a Geographic Information System on the Rhône basin (SIR) demonstrates the existence of four main irrigation systems individualized within several “irrigation regions.” These reveal in turn a series of contrasted dynamics, putting into question the idea that irrigation expansion had been both continuous and homogeneous, even though the total surface area irrigated actually increased. These spatial dynamics can be accounted for by the deep transformations due to a modernised practice that relies on techniques ever more sparing with water. This is in fact the second lesson one can draw from this study : the general increase in irrigated surface areas did not lead to an increase in water demand. On the contrary, water demand has tended to diminish, in the order of 30% over thirty years. Driven by management, the cultivators’ use of water resources is more and more reasoned, so that in the long run irrigation is surely no global threat to environmental balance. The thesis includes a system for managing geographic information as well as an electronic atlas.

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 s’intéresse à la problématique de la prédiction dans le cadre du design de systèmes énergétiques et des problèmes d’opération, et en particulier, à l’évaluation de l’adéquation de systèmes de production d’énergie renouvelables. L’objectif général est de développer une approche empirique pour générer des prédictions avec les incertitudes associées. En ce qui concerne cette direction de la recherche, une approche non paramétrique et empirique pour estimer les intervalles de prédiction (PIs) basés sur les réseaux de neurones (NNs) a été développée, quantifiant l’incertitude dans les prédictions due à la variabilité des données d’entrée et du comportement du système (i.e. due au comportement stochastique des sources renouvelables et de la demande d'énergie électrique), et des erreurs liées aux approximations faites pour établir le modèle de prédiction. Une nouvelle méthode basée sur l'optimisation multi-objectif pour estimer les PIs basée sur les réseaux de neurones et optimale à la fois en termes de précision (probabilité de couverture) et d’information (largeur d’intervalle) est proposée. L’ensemble de NN individuels par deux nouvelles approches est enfin présenté comme un moyen d’augmenter la performance des modèles. Des applications sur des études de cas réels démontrent la puissance de la méthode développée. / This Ph.D. work addresses the problem of prediction within energy systems design and operation problems, and particularly the adequacy assessment of renewable power generation systems. The general aim is to develop an empirical modeling framework for providing predictions with the associated uncertainties. Along this research direction, a non-parametric, empirical approach to estimate neural network (NN)-based prediction intervals (PIs) has been developed, accounting for the uncertainty in the predictions due to the variability in the input data and the system behavior (e.g. due to the stochastic behavior of the renewable sources and of the energy demand by the loads), and to model approximation errors. A novel multi-objective framework for estimating NN-based PIs, optimal in terms of both accuracy (coverage probability) and informativeness (interval width) is proposed. Ensembling of individual NNs via two novel approaches is proposed as a way to increase the performance of the models. Applications on real case studies demonstrate the power of the proposed framework.

Les études de Sûreté de Fonctionnement (SdF) sur les barrières instrumentées de sécurité représentent un enjeu important dans de nombreux domaines industriels. Afin de pouvoir réaliser ce type d'études, TOTAL développe depuis les années 80 le logiciel GRIF. Pour prendre en compte la complexité croissante du contexte opératoire de ses équipements de sécurité, TOTAL est de plus en plus fréquemment amené à utiliser le moteur de calcul MOCA-RP du package Simulation. MOCA-RP permet d'analyser grâce à la simulation de Monte-Carlo (MC) les performances d'équipements complexes modélisés à l'aide de Réseaux de Petri (RP). Néanmoins, obtenir des estimateurs précis avec MC sur des équipements très fiables, tels que l'indisponibilité, revient à faire de la simulation d'événements rares, ce qui peut s'avérer être coûteux en temps de calcul. Les méthodes standard d'accélération de la simulation de Monte-Carlo, initialement développées pour répondre à cette problématique, ne semblent pas adaptées à notre contexte. La majorité d'entre elles ont été définies pour améliorer l'estimation de la défiabilité et/ou pour les processus de Markov. Par conséquent, le travail accompli dans cette thèse se rapporte au développement de méthodes d'accélération de MC adaptées à la problématique des études de sécurité se modélisant en RP et estimant notamment l'indisponibilité. D'une part, nous proposons l'Extension de la Méthode de Conditionnement Temporel visant à accélérer la défaillance individuelle des composants. D'autre part, la méthode de Dissociation ainsi que la méthode de ``Truncated Fixed Effort'' ont été introduites pour accroitre l'occurrence de leurs défaillances simultanées. Ensuite, nous combinons la première technique avec les deux autres, et nous les associons à la méthode de Quasi-Monte-Carlo randomisée. Au travers de diverses études de sensibilité et expériences numériques, nous évaluons leur performance, et observons une amélioration significative des résultats par rapport à MC. Par ailleurs, nous discutons d'un sujet peu familier à la SdF, à savoir le choix de la méthode à utiliser pour déterminer les intervalles de confiance dans le cas de la simulation d'événements rares. Enfin, nous illustrons la faisabilité et le potentiel de nos méthodes sur la base d'une application à un cas industriel. / The dependability analysis of safety instrumented systems is an important industrial concern. To be able to carry out such safety studies, TOTAL develops since the eighties the dependability software GRIF. To take into account the increasing complexity of the operating context of its safety equipment, TOTAL is more frequently led to use the engine MOCA-RP of the GRIF Simulation package. Indeed, MOCA-RP allows to estimate quantities associated with complex aging systems modeled in Petri nets thanks to the standard Monte Carlo (MC) simulation. Nevertheless, deriving accurate estimators, such as the system unavailability, on very reliable systems involves rare event simulation, which requires very long computing times with MC. In order to address this issue, the common fast Monte Carlo methods do not seem to be appropriate. Many of them are originally defined to improve only the estimate of the unreliability and/or well-suited for Markovian processes. Therefore, the work accomplished in this thesis pertains to the development of acceleration methods adapted to the problematic of performing safety studies modeled in Petri nets and estimating in particular the unavailability. More specifically, we propose the Extension of the "Méthode de Conditionnement Temporel" to accelerate the individual failure of the components, and we introduce the Dissociation Method as well as the Truncated Fixed Effort Method to increase the occurrence of their simultaneous failures. Then, we combine the first technique with the two other ones, and we also associate them with the Randomized Quasi-Monte Carlo method. Through different sensitivities studies and benchmark experiments, we assess the performance of the acceleration methods and observe a significant improvement of the results compared with MC. Furthermore, we discuss the choice of the confidence interval method to be used when considering rare event simulation, which is an unfamiliar topic in the field of dependability. Last, an application to an industrial case permits the illustration of the potential of our solution methodology.

Pour certaines maladies causées par des agents chimiques, biologiques, radiologiques et nucléaires (CBRN), il n’existe pas de contre-mesures médicales (MedCM) et bon nombre de celles qui existent pourraient ne pas être disponibles en cas de besoin. En cas d’accident CBRN, des efforts inadéquats de financement de la R&D et de mise à disposition par les gouvernements peuvent avoir de graves conséquences économiques nettement supérieures aux coûts d’initiatives préventives. Compte-tenu des contraintes budgétaires auxquelles de nombreux gouvernements sont confrontés, il est nécessaire de définir des priorités. Parallèlement à la mise en place d’indicateurs de décision de santé efficaces qui identifient et mesurent les effets de causalité de l’impact négatif sur la santé, le processus de décision doit également prendre en considération le rapport coût-efficacité pour rendre le financement durable.Cette thèse a pour objectif de définir une voie vers une politique économique de santé publique visant à renforcer la disponibilité des MedCM pour les agents CBRN. Dans la première partie, les causes des défaillances du marché sont identifiées (lorsque les opportunités de profit ne compensent pas l’effort de R&D nécessaire). Dans la deuxième partie, des études de cas illustrent les caractéristiques et les conséquences économiques d’exemples d’accidents CBRN et des scénarios sont analysés afin de mettre en évidence comment la disponibilité de MedCM pourrait potentiellement devenir rentable. Enfin, la troisième partie propose des approches plus complètes pour mesurer et compenser les facteurs contribuant à la défaillance du marché en appliquant des modèles économiques spécifiques. / For some diseases caused by chemical, biological, radiological, and nuclear (CBRN) agents, innovative medical countermeasures (MedCMs) do not exist while many of those that do might not be readily available. In case of a CBRN event, inappropriate medical research and development (R&D) funding and government procurement efforts can result in adverse economic consequences (e.g. lost income) far exceeding the costs of strong and comprehensive preparedness initiatives. Given the budgetary constraints many governments face, priorities must be defined. Parallel to determining effective health decision metrics that identify and weigh the causal effects of negative health impact, decision making must also consider cost-effectiveness to make funding sustainable. Moreover, international cooperation is necessary since the risks increasingly transcend borders due to global travel and the global threat of terrorism. This dissertation ultimately seeks to define a path to public health economic policy to enhance the international availability of CBRN MedCMs. In Part I, the root causes of market failure are identified and depicted (i.e., where rewards for supply do not adequately compensate for the R&D effort). In Part II, case study examples illustrate the characteristics and economic consequences of CBRN incidents. Scenarios for each case are outlined to show where the availability of MedCMs in these situations could potentially be cost-effective. Finally, Part III construes more comprehensive approaches for gauging and offsetting the deterrence factors of market supply and demand by compiling and applying additional economic models and frameworks.

Liés aux investissements d'envergure, les marchés publics internationaux réalisent des projets de travaux publics, de services, de fournitures ou de ressources énergétiques. Ces accords, aussi riches en quantité qu'en qualité, sont marqués par des complexités liées à leur caractère hybride et à l'absence d'un véritable régime juridique. Placés au carrefour de toutes les branches de Droit, ces mêmes accords entretiennent des liens très étroits avec les contrats administratifs, donc avec le Droit public : présence de l'État ou de ses émanations, accomplissement de l'intérêt général ou maîtrise étatique de leurs modes d'accès et d'exécution. Ainsi, quoique réalisables par des étrangers, un bon nombre de ces accords peut avoir un caractère administratif. Cette qualification est néanmoins compromise en raison de l'internationalité des accords visés, du respect dû au principe de l'autonomie de la volonté, et de la position des arbitres, éprouvant une frilosité juridique mal comprise à l'encontre des États contractants. Bien qu'administratifs, ces accords sont transnationaux. À ce titre, ils mettent en jeu plusieurs ordres juridiques concurrents (lois nationales, lex-mercatoria ou Droit des gens). Ce problème des conflits de lois permet l'intervention du droit public interne dont la compétence exclusive n'interdit pas l'application. Ce droit contient des règles qui permettent de dissiper la contradiction entre la force obligatoire du contrat et le pouvoir souverain de l'État (mutabilité essentielle, fait du Prince ou imprévision) et de juger l'exercice excessif du pouvoir exorbitant (détournement de pouvoir). Dès lors, il offre aux M.P.I. des solutions dont la transposition aux problèmes similaires ne peut qu'être bénéfique en matière d'investissements.

Mes travaux de recherche ont pour sujet unificateur : les déplacements et les réseaux de transport ; et ils ont été traités par une approche unique, la modélisation physico-économique à caractère mathématique et algorithmique.<br />Une telle modélisation comporte quatre aspects : un contenu sémantique, à caractère physique ou économique ; une formulation mathématique ; un solveur technique ; un aspect empirique (métrologie, statistique, économétrie).<br />Les disciplines mises en œuvre sont variées : théorie des réseaux, optimisation, informatique algorithmique, probabilités et statistiques, et aussi économie, socio-économie et physique du trafic. Mes contributions théoriques concernent la théorie des réseaux, l'économie du transport et la physique du trafic.<br />Mes travaux se répartissent en quatre thèmes :<br />A. La mesure et la modélisation du trafic. Au niveau local d'une route, j'ai analysé la relation entre flux et vitesse en mettant en cohérence l'analyse désagrégée, probabiliste au niveau du mobile individuel ; et l'analyse macroscopique en termes de flux et de distribution statistique des temps.<br />B. La modélisation des réseaux et des cheminements. L'équilibre entre offre de transport et demande de déplacement conjugue une dimension spatiale - topologique, une dimension temporelle, et une dimension comportementale - économique. Les enjeux de modélisation concernent : la représentation de l'offre et la demande ; la formulation et les propriétés d'existence – unicité – stabilité ; les algorithmes. Je me suis intéressé à la diversité des comportements ; et à la modélisation fine de l'offre et à la dimension temporelle.<br />C. L'analyse socio-économique des déplacements. Je me suis intéressé à l'usage de divers moyens de transport et à la prospection de leur clientèle potentielle ; au choix d'horaire de déplacement ; aux caractéristiques à la fois économiques et dynamiques de la congestion.<br />D. La distribution spatiale des déplacements et des activités. Je me suis intéressé d'une part à l'observation des flux par relation origine-destination (O-D) et à l'inférence statistique des matrices O-D ; et d'autre part, à la justification microéconomique des déplacements en raison de la localisation et de l'utilité des activités.

A partir de la Révolution française, la privation de liberté par enfermement des individus devient la réponse de principe des pouvoirs publics en matière pénale et pour la prise en charge des aliénés. Cette solution institutionnelle aux problèmes sociétaux de la délinquance et de la folie s'organise autour d'un nouveau paradigme : l'institution totale. Modèle standardisateur, il bafoue les individus dans leur dignité et leurs droits ; pourtant les institutions totales pénitentiaire et psychiatrique restent un outil plébiscité par la société qu'elles débarrassent de ses individus " gênants ". Le choc des exactions nazies allié à cette instrumentalisation déshumanisante des individus enfermés déclenche une ferveur nouvelle pour les droits de l'homme et fait paraitre, avec la destruction du modèle totalitaire, le paradigme plus souple du service public et de ses " règles " vectrices, a priori, d'un cadre protecteur pour l'individu ; il ne s'agit pas de renoncer à la privation de liberté mais de donner un cadre d'action humaniste à cette prise en charge. Le privé de liberté est ainsi doté des droits apanages des citoyennetés successives que l'individu s'est vu reconnaître au fil des époques. Pourtant l'évolution n'est ni linéaire ni aboutie. La privation de liberté, dans ses rapports triangulaires entre individu, société et institution, reste la proie latente de toutes les dérives sécuritaires, au détriment des droits des individus cibles. Derrière la théorie, c'est dans l'acceptation sociale d'un nivellement par le haut de ces droits que réside le défi démocratique, leur aménagement ne devant plus servir de paravent à une éviction des détenus et des HSC de leur jouissance.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal