The initial question addressed in this thesis is how to take into account the multi-objective aspect of decision problems in inverse optimization. The most straightforward extension consists of finding a minimal adjustment of the objective functions coefficients such that a given feasible solution becomes efficient. However, there is not only a single question raised by inverse multi-objective optimization, because there is usually not a single efficient solution. The way we define inverse multi-objective<p>optimization takes into account this important aspect. This gives rise to many questions which are identified by a precise notation that highlights a large collection of inverse problems that could be investigated. In this thesis, a selection of inverse problems are presented and solved. This selection is motivated by their possible applications and the interesting theoretical questions they can rise in practice. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ces dernières années ont vu un regain d’intérêt dans l’utilisation de données semi-structurées, grâce à la standardisation de formats d’échange de données sur le Web tels que XML et RDF. On notera en particulier le Linking Open Data Project qui comptait plus de 31 milliard de triplets RDF à la fin de l’année 2011. XML reste, pour sa part, l’un des formats de données privilégié de nombreuses bases de données de grandes tailles dont Uniprot, Open Government Initiative et Penn Treebank. <p><p>Cet accroissement du volume de données semi-structurées a suscité un intérêt croissant pour le développement de bases de données adaptées. Parmi les différentes approches proposées, on peut distinguer les approches relationnelles et les approches graphes, comme détaillé au Chapitre 3. Les premières visent à exploiter les moteurs de bases de données relationnelles existants, en y intégrant des techniques spécialisées. Les secondes voient les données semistructurées comme des graphes, c’est-à-dire un ensemble de noeuds liés entre eux par des arêtes étiquetées, dont elles exploitent la structure. L’une des techniques de ce domaine, connue sous le nom d’indexation structurelle, vise à résumer les graphes de données, de sorte à pouvoir identifier rapidement les données utiles au traitement d’une requête.<p><p>Les index structurels classiques sont construits sur base des notions de simulation et de bisimulation sur des graphes. Ces notions, qui sont d’usage dans de nombreux domaines tels que la vérification, la sécurité, et le stockage de données, sont des relations sur les noeuds des graphes. Fondamentalement, ces notions caractérisent le fait que deux noeuds partagent certaines caractéristiques telles qu’un même voisinage. <p><p>Bien que les approches graphes soient efficaces en pratique, elles présentent des limitations dans le cadre de RDF et son langage de requêtes SPARQL. Les étiquettes sont, dans cette optique, distinctes des noeuds du graphe .Dans le modèle décrit par RDF et supporté par SPARQL, les étiquettes et noeuds font néanmoins partie du même ensemble. C’est pourquoi, les approches graphes ne supportent qu’un sous-ensemble des requêtes SPARQL. Au contraire, les approches relationnelles sont fidèles au modèle RDF, et peuvent répondre au différentes requêtes SPARQL. <p><p>La question à laquelle nous souhaitons répondre dans cette thèse est de savoir si les approches relationnelles et graphes sont incompatible, ou s’il est possible de les combiner de manière avantageuse. En particulier, il serait souhaitable de pouvoir conserver la performance des approches graphe, et la généralité des approches relationnelles. Dans ce cadre, nous réalisons un index structurel adapté aux données relationnelles. <p><p>Nous nous basons sur une méthodologie décrite par Fletcher et ses coauteurs pour la conception d’index structurels. Cette méthodologie repose sur trois composants principaux. Un premier composant est une caractérisation dite structurelle du langage de requêtes à supporter. Il s’agit ici de pouvoir identifier les données qui sont retournées en même temps par n’importe quelle requête du langage aussi précisément que possible. Un second composant est un algorithme qui doit permettre de grouper efficacement les données qui sont retournées en même temps, d’après la caractérisation structurelle. Le troisième composant est l’index en tant que tel. Il s’agit d’une structure de données qui doit permettre d’identifier les groupes de données, générés par l’algorithme précédent pour répondre aux requêtes. <p><p>Dans un premier temps, il faut remarquer que le langage SPARQL pris dans sa totalité ne se prête pas à la réalisation d’index structurels efficaces. En effet, le fondement des requêtes SPARQL se situe dans l’expression de requêtes conjonctives. La caractérisation structurelle des requêtes conjonctives est connue, mais ne se prête pas à la construction d’algorithmes efficaces pour le groupement. Néanmoins, l’étude empirique des requêtes SPARQL posées en pratique que nous réalisons au Chapitre 5 montre que celles-ci sont principalement des requêtes conjonctives acycliques. Les requêtes conjonctives acycliques sont connues dans la littérature pour admettre des algorithmes d’évaluation efficaces. <p><p>Le premier composant de notre index structurel, introduit au Chapitre<p>6, est une caractérisation des requêtes conjonctives acycliques. Cette<p>caractérisation est faite en termes de guarded simulation. Pour les graphes la<p>notion de simulation est une version restreinte de la notion de bisimulation.<p>Similairement, nous introduisons la notion de guarded simulation comme une<p>restriction de la notion de guarded bisimulation, une extension connue de la<p>notion de bisimulation aux données relationelles. <p><p>Le Chapitre 7 offre un second composant de notre index structurel. Ce composant est une structure de données appelée guarded structural index qui supporte le traitement de requêtes conjonctives quelconques. Nous montrons que, couplé à la caractérisation structurelle précédente, cet index permet d’identifier de manière optimale les données utiles au traitement de requêtes conjonctives acycliques. <p><p>Le Chapitre 8 constitue le troisième composant de notre index structurel et propose des méthodes efficaces pour calculer la notion de guarded simulation. Notre algorithme consiste essentiellement en une transformation d’une base de données en un graphe particulier, sur lequel les notions de simulation et guarded simulation correspondent. Il devient alors possible de réutiliser les algorithmes existants pour calculer des relations de simulation. <p><p>Si les chapitres précédents définissent une base nécessaire pour un index structurel visant les données relationnelles, ils n’intègrent pas encore cet index dans le contexte d’un moteur de bases de données relationnelles. C’est ce que propose le Chapitre 9, en développant des méthodes qui permettent de prendre en compte l’index durant le traitement d’une requête SPARQL. Des résultats expérimentaux probants complètent cette étude. <p><p>Ce travail apporte donc une première réponse positive à la question de savoir s’il est possible de combiner de manière avantageuse les approches relationnelles et graphes de stockage de données RDF.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Continuous optimization problems are optimization problems where all variables<p>have a domain that typically is a subset of the real numbers; mixed discrete-continuous<p>optimization problems have additionally other types of variables, so<p>that some variables are continuous and others are on an ordinal or categorical<p>scale. Continuous and mixed discrete-continuous problems have a wide range<p>of applications in disciplines such as computer science, mechanical or electrical<p>engineering, economics and bioinformatics. These problems are also often hard to<p>solve due to their inherent difficulties such as a large number of variables, many<p>local optima or other factors making problems hard. Therefore, in this thesis our<p>focus is on the design, engineering and configuration of high-performing heuristic<p>optimization algorithms.<p>We tackle continuous and mixed discrete-continuous optimization problems<p>with two classes of population-based heuristic algorithms, ant colony optimization<p>(ACO) algorithms and evolution strategies. In a nutshell, the main contributions<p>of this thesis are that (i) we advance the design and engineering of ACO algorithms to algorithms that are competitive or superior to recent state-of-the-art<p>algorithms for continuous and mixed discrete-continuous optimization problems,<p>(ii) we improve upon a specific state-of-the-art evolution strategy, the covariance<p>matrix adaptation evolution strategy (CMA-ES), and (iii) we extend CMA-ES to<p>tackle mixed discrete-continuous optimization problems.<p>More in detail, we propose a unified ant colony optimization (ACO) framework<p>for continuous optimization (UACOR). This framework synthesizes algorithmic<p>components of two ACO algorithms that have been proposed in the literature<p>and an incremental ACO algorithm with local search for continuous optimization,<p>which we have proposed during my doctoral research. The design of UACOR<p>allows the usage of automatic algorithm configuration techniques to automatically<p>derive new, high-performing ACO algorithms for continuous optimization. We also<p>propose iCMAES-ILS, a hybrid algorithm that loosely couples IPOP-CMA-ES, a<p>CMA-ES variant that uses a restart schema coupled with an increasing population<p>size, and a new iterated local search (ILS) algorithm for continuous optimization.<p>The hybrid algorithm consists of an initial competition phase, in which IPOP-CMA-ES and the ILS algorithm compete for further deployment during a second<p>phase. A cooperative aspect of the hybrid algorithm is implemented in the form<p>of some limited information exchange from IPOP-CMA-ES to the ILS algorithm<p>during the initial phase. Experimental studies on recent benchmark functions<p>suites show that UACOR and iCMAES-ILS are competitive or superior to other<p>state-of-the-art algorithms.<p>To tackle mixed discrete-continuous optimization problems, we extend ACOMV <p>and propose CESMV, an ant colony optimization algorithm and a covariance matrix adaptation evolution strategy, respectively. In ACOMV and CESMV ,the decision variables of an optimization problem can be declared as continuous, ordinal, or categorical, which allows the algorithm to treat them adequately. ACOMV and<p>CESMV include three solution generation mechanisms: a continuous optimization<p>mechanism, a continuous relaxation mechanism for ordinal variables, and a categorical optimization mechanism for categorical variables. Together, these mechanisms allow ACOMV and CESMV to tackle mixed variable optimization problems.<p>We also propose a set of artificial, mixed-variable benchmark functions, which can<p>simulate discrete variables as ordered or categorical. We use them to automatically tune ACOMV and CESMV's parameters and benchmark their performance.<p>Finally we test ACOMV and CESMV on various real-world continuous and mixed-variable engineering optimization problems. Comparisons with results from the<p>literature demonstrate the effectiveness and robustness of ACOMV and CESMV<p>on mixed-variable optimization problems.<p>Apart from these main contributions, during my doctoral research I have accomplished a number of additional contributions, which concern (i) a note on the<p>bound constraints handling for the CEC'05 benchmark set, (ii) computational results for an automatically tuned IPOP-CMA-ES on the CEC'05 benchmark set and<p>(iii) a study of artificial bee colonies for continuous optimization. These additional<p>contributions are to be found in the appendix to this thesis.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La pression anthropique, la variabilité climatique croissante et les changements climatiques entraînent une forte dégradation des écosystèmes. Par conséquent, pour pouvoir orienter leur conservation, il est nécessaire de disposer d’un maximum d’informations sur l’état de leur biodiversité. L’objectif global de cette thèse est de contribuer à la caractérisation de la biodiversité du Parc National de la Ruvubu (PNR), la plus grande aire protégée du Burundi, cela à travers l’analyse de sa composition floristique, de la structure de ses communautés végétales et des paramètres écologiques. Le travail a combiné des approches diversifiées, comprenant des échantillonnages de la végétation et du sol et des analyses de laboratoire. L’étude a ainsi fourni la première liste complète de la flore vasculaire du PNR comprenant 515 espèces réparties en 98 familles et 309 genres. Nonante-six espèces non encore relevées dans l’aire protégée ont été découvertes. Les familles les plus abondantes sont les Fabaceae, les Asteraceae et les Poaceae. Les savanes, les galeries forestières et les marais sont dominés respectivement par des hémicryptophytes, des phanérophytes et des géophytes. Dix groupements végétaux, dont cinq sont nouveaux, présents au sein de trois classes, quatre ordres et sept alliances phytosociologiques ont été individualisés. Les groupements présentent globalement une diversité taxonomique relativement faible tandis que l’équitabilité laisse entrevoir des communautés perturbées, particulièrement en savanes. L’altitude et quatre paramètres physico-chimiques du sol (azote total, carbone total, charge caillouteuse et pH) expliquent 48% de la variabilité floristique; cette dernière étant significativement influencée par l’altitude. Cependant, la variabilité floristique inexpliquée par les facteurs de l’environnement suggère l’implication d’autres facteurs. En matière de conservation, trente espèces sont des plantes ligneuses autochtones, prioritaires pour la revalorisation et la multiplication au Burundi. Dix espèces végétales figurent également sur la liste des espèces menacées prioritaires pour la conservation au Burundi. En définitive, le fait que le PNR abrite plusieurs éléments de la biodiversité protégés par la communauté internationale lui confère une fonction importante de réservoir de la biodiversité. Tous ces atouts militent en faveur du renforcement des stratégies de conservation et de réhabilitation de sa biodiversité dans toutes ses composantes./ Due to human pressure, increasing climate variability and climate change, ecosystems are subject to degradation. Therefore, in order to develop conservation guidelines for these ecosystems, it is necessary to have enough information on their biodiversity. The overall objective of this thesis is to contribute to the characterization of the biodiversity of the Ruvubu National Park (RNP), the biggest protected area of Burundi, through floristic composition analysis, vegetation structure and ecological parameters. The study combined a variety of approaches, including vegetation and soil sampling as well as laboratory tests. The study provided so the first complete list of vascular flora of the RNP, including 515 species distributed into 98 families and 309 genera. Ninety-six species not previously recorded from the protected area were found. The most common families were Fabaceae, Asteraceae and Poaceae. Savannahs, forest galleries and swamps were dominated respectively by hemicryptophytes, phanerophytes and geophytes. Ten plant community types, five of which were new, distributed into three classes, four orders and seven phytosociological alliances were individualized. Plant communities globally present a relative low taxonomic diversity while trends of evenness index suggest disrupted communities, especially in savannas. Altitude and four physico-chemical parameters (total nitrogen, total carbon, stoniness and pH) explained 48% of the variance of the species-environment relationship. The floristic variability was significantly influenced by altitude. However, the unexplained floristic variability by environmental factors suggests implication of other factors. As for conservation, 30 species are listed in important indigenous woody plants for revalorization and multiplication in Burundi. Ten plants are also among threatened species which require priority for conservation in Burundi. Finally, the fact that the RNP shelters several components of biodiversity protected by the international community confers an important function of biodiversity reservoir to the park. All these assets militate in favour of the reinforcement of conservation strategies and rehabilitation of RNP biodiversity in all its components. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le monitorage de la transmission neuromusculaire consiste à évaluer la contraction d’un muscle en réponse à des trains d’impulsions électriques délivrés sur son nerf moteur. Le curare ayant pour effet de bloquer la communication entre le nerf et le muscle, les réponses musculaires seront maximales avant injection de la drogue et s’atténueront au fur et à mesure du blocage neuromusculaire, jusqu’à atteindre une paralysie complète.<p><p>Au regard des principales limitations des moniteurs de curare actuels et des avantages qu'apporte le monitoring sur une variété de muscles, le monitorage par EMG semble être la meilleure alternative. Ce sont essentiellement les insuffisances dans la détection et la gestion des artefacts et des perturbations électriques qui rendent les moniteurs EMG actuels insuffisamment fiables et mal adaptés à l’usage clinique. <p><p>L'objectif de ce travail est dès lors d'identifier les causes de perturabations et apporter les remèdes nécessaires pour faire de l'EMG une méthode de confiance à la fois pour la recherche et la pratique quotidienne. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Critical equipment plays an essential role in industry because of its lack of redundancy. Failure of critical equipment results in a major economic burden that will affect the profit of the enterprise. Lack of redundancy for critical equipment occurs because of the high cost of the equipment usually combined with its high reliability. <p><p>When we are analyzing the reliability of such equipment, as a result, there are few opportunities to crash a few pieces of equipment to actually verify component life. <p><p>Reliability is the probability that an item can perform its intended function for a specified interval of time under stated conditions and achieve low long-term cost of ownership for the system considering cost alternatives. From the economical standpoint, the overriding reliability issue is cost, particularly the cost of unreliability of existing equipment caused by failures. <p><p>Classical questions about reliability are:<p><p>·\ / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en philosophie et lettres / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse fournit des résultats innovants de plusieurs types. Leur point commun est la quête de précision dans la description des phénomènes physiques à l'œuvre dans l'univers. D'abord, un modèle-jouet simulant la propagation de la lumière dans un espace-temps non homogène est présenté. Dans cette étude, nous avons opté pour la traditionnelle représentation de type Swiss cheese. Souvent utilisée dans la littérature, elle permet de travailler avec des solutions exactes de la relativité générale, qui n'altèrent pas la dynamique globale de l'univers tout en le rendant fortement non homogène. Nous avons illustré la façon dont les hypothèses de base, telles que le principe cosmologique, peuvent affecter les conclusions scientifiques, telles que l'estimation des paramètres cosmologiques à partir des diagrammes de Hubble. Ce travail a donné lieu à deux publications en 2013, une dans Physical Review D et une autre dans Physical Review Letter. Le résultat majeur proposé dans cette thèse est une nouvelle façon de décrire les neutrinos en cosmologie. L'idée est de décomposer les neutrinos en plusieurs fluides à un flot de manière à se débarrasser de la dispersion en vitesse dans chacun d'eux. Cela s'inscrit dans le cadre de l'étude de la formation des grandes structures de l'univers à l'aide de la théorie des perturbations cosmologiques dans les régimes non linéaire et/ou relativiste. Ce travail a donné lieu à trois publications dans JCAP, une en 2014 et deux en 2015. / This thesis provides innovative results of different types. What they have in common is the quest for precision in the description of the physical phenomena at work in the universe. First, a toy model mimicking the propagation of light in an inhomogeneous spacetime has been presented. In this study, we chose a traditional Swiss-cheese representation. Often used in the litterature, such models offer the advantage of dealing with exact solutions of the Einstein equations, which do not affect the global dynamics of the universe while making it strongly inhomogeneous. We have exemplified how initial presumptions, such as the cosmological principle, can alter scientific conclusions, such as the estimation of cosmological parameters from Hubble diagrams. This work resulted in two publications in 2013, one in Physical Review D and another one in Physical Review Letter. The major result exposed in this thesis is the proposition of a new way of dealing with the neutrino component in cosmology. The idea is to decompose neutrinos into several single-flow fluids in order to get rid of velocity dispersion in each of them. The research field to which it belongs is the study of the formation of the large-scale structure of the universe thanks to cosmological perturbation theory in the relativistic and/or nonlinear regimes. This work resulted in three publications in JCAP, one in 2014 and two in 2015.

En France, depuis le début des années 2000, le discours relatif à la pénurie médicale s’est développé et l’accessibilité géographique aux soins de premier recours est devenue une question de politique publique et d’aménagement du territoire. Résultant de la contraction progressive du numerus clausus et de l’attractivité des formes d’exercice salarié, la réduction de l’offre de soins primaires observée pose la question du renouvellement des praticiens libéraux. En outre, les nouveaux diplômés en médecine générale qui font néanmoins le choix d’un exercice libéral se détournent des cabinets laissés vacants par leurs prédécesseurs, et manifestent des aspirations nouvelles en termes d’organisation de leur activité professionnelle.Cette thèse s’intéresse à la question du renouvellement des médecins généralistes libéraux. Elle interroge la désaffection pour le modèle d’exercice traditionnel de la part des arrivants dans la profession, et montre que leur appartenance générationnelle est une clé d’interprétation possible pour comprendre les transformations à l’œuvre dans l’exercice libéral de la médecine générale.La comparaison de deux générations de médecins généralistes libéraux, ceux qui entrent et ceux qui sortent de la profession, a permis de contextualiser les choix d’exercice de chacun à partir de leur période d’installation respective. En distinguant les mutations socio-historiques affectant la sphère du travail ainsi que la sphère domestique et familiale, de celles qui relèvent du champ médical, en particulier les fluctuations démographiques qu’il a traversées, cette perspective a montré dans quelle mesure l’ancrage dans un contexte particulier façonne un rapport spécifique au travail pour une génération déterminée, et conditionne la façon d’exercer la médecine générale.Il a enfin été question de revenir sur les disparités de l’offre de soins de premier recours en Franche-Comté et sur les instruments déployés par les pouvoirs publics afin d’y remédier. Cela a fourni l’occasion d’interroger les représentations respectives des deux générations de généralistes à l’égard de l’exercice regroupé, en particulier l’adéquation entre les aspirations des arrivants dans la profession et ce dernier, supposé constituer le mode d’exercice prédominant de demain. / In France, ever since the early 2000s, the discourse on medical shortages has become an issue and the geographical accessibility to primary health care has become a matter of public policy and regional planning. As a result of the gradual tightening of the numerus clausus and the attractiveness of the various forms of salaried activities, the decrease in the supply of primary care raises the question of private practitioners turnover. In addition, the fresh graduates in general medicine, who nevertheless chose a private practice, are turning away from vacant surgeries left by their predecessors, and show new expectations in terms of work organization.This thesis focuses on the issue of the liberal general practitioners turnover. It questions the newcomers' loss of interest for traditional exercise pattern from the new-comers, and shows that their generational affiliation is a possible interpretive key to understand the changes at work in the private practice of general medicine.The comparison between two generations of liberal General Practitioners, the incomers and the leavers, has helped to contextualize the choice of exercise of each group from their respective period of installation. While making a distinction between the socio-historical changes that affect the work sphere plus the family and personal world and those related to the medical field, particularly demographic changes, this perspective has shown how anchoring, in a particular context, shapes a specific link to work for a specific generation, and determines how to practice general medicine.Finally, inequalities in primary care available in Franche-Comté have raised issues that are discussed in this thesis as well as the tools given by the government to solve them. It provided the opportunity to question the representations that both generations of General Practitioners have about collective work, especially the balance between the incomers’ expectations who are taking up the craft and the concept of collective work which is supposed to be tomorrow’s mainstream.

Les éphémérides planétaires jouent un rôle important pour la navigation des missions spatiales actuelles et la mise en place des missions futures ainsi que la réduction et l'analyse des observations astronomiques les plus précises. Les éphémérides planétaires actuelles (DE, INPOP, EPM)L'objectif de la thèse est d'utiliser des archives de données de missions spatiales passées et présentes et de fournir des outils d'analyse pour l'amélioration de l'éphéméride de données pour l'amélioration de l’éphéméride planétaire planétaire INPOP, ainsi que pour une meilleure utilisation des éphémérides pour effectuer des teste de la physique tels que la relativité générale, les études de la couronne solaire [...] / The planetary ephemerides play a crucial role for spacecraft navigation, mission planning, reductionand analysis of the most precise astronomical observations. The construction of suchephemerides is highly constrained by the tracking observations, in particular range, of the spaceprobes collected by the tracking stations on the Earth. The present planetary ephemerides (DE,INPOP, EPM) are mainly based on such observations. However, the data used by the planetaryephemerides are not the direct raw tracking data, but measurements deduced after the analysisof raw data made by the space agencies and the access to such processed measurements remainsdifficult in terms of availability.The goal of the thesis is to use archives of past and present space missions data independentlyfrom the space agencies, and to provide data analysis tools for the improvement of theplanetary ephemerides INPOP, as well as to use improved ephemerides to perform tests ofphysics such as general relativity, solar corona studies, etc.The first part of the study deals with the analysis of the Mars Global Surveyor (MGS)tracking data as an academic case for understanding. The CNES orbit determination softwareGINS was used for such analysis. The tracking observations containing one-, two-, and threewayDoppler and two-way range are then used to reconstruct MGS orbit precisely and obtainedresults are consistent with those published in the literature. As a supplementary exploitationof MGS, we derived the solar corona model and estimated the average electron density alongthe line of sight separately for slow and fast wind regions. Estimated electron densities arecomparable with the one found in the literature. Fitting the planetary ephemerides, includingadditional data which were corrected for the solar corona perturbations, noticeably improves theextrapolation capability of the planetary ephemerides and the estimation of the asteroid masses(Verma et al., 2013a).The second part of the thesis deals with the complete analysis of the MESSENGER trackingdata. This analysis improved the Mercury ephemeris up to two order of magnitude comparedto any latest ephemerides. Such high precision ephemeris, INPOP13a, is then used to performgeneral relativity tests of PPN-formalism.[...]