Dans cette thèse, nous proposons une démarche méthodologique permettant de simuler le besoin en équipement de rechange pour une flotte de véhicules. Les systèmes se dégradent avec l’âge ou l’usage, et sont défaillants lorsqu’ils ne remplissent plus leur mission. L’usager a alors besoin d’une assurance que le système soit opérationnel pendant sa durée de vie utile. Un contrat de soutien oblige ainsi l’industriel à remédier à une défaillance et à maintenir le système en condition opérationnelle durant la durée du contrat. Ces dernières années, la mondialisation et l’évolution rapide des technologies obligent les constructeurs à proposer des offres de contrat de maintenance bien au-delà de la vie utile des équipements. La gestion de contrat de soutien ou d’extension de soutien requiert la connaissance de la durée de vie des équipements, mais aussi des conditions d’usages des véhicules, dépendant du client. L’analyse des retours clientèle ou des RetEx est alors un outil important d’aide à la décision pour l’industriel. Cependant ces données ne sont pas homogènes et sont très fortement censurées, ce qui rend les estimations difficiles. La plupart du temps, cette variabilité n’est pas observée mais doit cependant être prise en compte sous peine d’erreur de décision. Nous proposons dans cette thèse de modéliser l’hétérogénéité des durées de vie par un modèle de mélange et de concurrence de deux lois de Weibull. On propose une méthode d’estimation des paramètres capable d’être performante malgré la forte présence de données censurées.Puis, nous faisons appel à une méthode de classification non supervisée afin d’identifier des profils d’utilisation des véhicules. Cela nous permet alors de simuler les besoins en pièces de rechange pour une flotte de véhicules pour la durée du contrat ou pour une extension de contrat. / This thesis gathers methodologicals contributions to simulate the need of replacement equipment for a vehile fleet. Systems degrade with age or use, and fail when they do not fulfill their mission. The user needs an assurance that the system is operational during its useful life. A support contract obliges the manufacturer to remedy a failure and to keep the system in operational condition for the duration of the MCO contract.The management of support contracts or the extension of support requires knowledge of the equipment lifetime and also the uses condition of vehicles, which depends on the customer. The analysis of customer returns or RetEx is then an important tool to help support the decision of the industrial. In reliability or warranty analysis, engineers must often deal with lifetimes data that are non-homogeneous. Most of the time, this variability is unobserved but has to be taken into account for reliability or warranty cost analysis.A further problem is that in reliability analysis, the data is heavily censored which makes estimations more difficult. We propose to consider the heterogeneity of lifetimes by a mixture and competition model of two Weibull laws. Unfortunately, the performance of classical estimation methods (maximum of likelihood via EM, Bayes approach via MCMC) is jeopardized due to the high number of parameters and the heavy censoring.To overcome the problem of heavy censoring for Weibull mixture parameters estimation, we propose a Bayesian bootstrap method, called Bayesian RestorationMaximization.We use an unsupervised clustering method to identify the profiles of vehicle uses. Our method allows to simulate the needs of spare parts for a vehicles fleet for the duration of the contract or for a contract extension.

L'emploi de matériaux composites dans le domaine du Génie Electrique est actuellement un sujet de recherche en plein essor, notamment pour des considérations d’économie d'énergie. Les composites magnétiques doux (SMC - Soft Magnetic Composites) intègrent les propriétés de leurs différents constituants. Ils sont conçus pour présenter une perméabilité élevée et avoir une faible densité de pertes par courants de Foucault (EC - Eddy Current) par comparaison aux structures plus classiques comme l'acier laminé. Néanmoins, la détermination des propriétés électromagnétiques des SMC n’est pas aisée. Une approche classique est d’appliquer les outils numériques tels que la méthode des éléments finis (FEM - Finite Element Method) pour obtenir une description complète du SMC. Cependant, la microstructure doit être finement maillée, ce qui représente un fardeau numérique significatif et des instabilités dans l'approche par FEM. Pour surmonter cette restriction, les méthodes d'homogénéisation semi-analytiques sont appliquées. Ce travail consiste d'abord à développer un modèle de perméabilité complexe pour SMC. La perméabilité magnétique et les pertes EC sont intégrées respectivement comme les parties réelle et imaginaire de la perméabilité complexe. La perméabilité magnétique effective macroscopique peut s’obtenir par des estimations classiques en homogénéisation. Une détermination correcte de la perméabilité effective, i.e. la partie réelle de la perméabilité complexe, est cruciale pour une estimation précise de pertes EC. Les formules de pertes EC sont dérivées pour des SMC à microstructure périodique dans les cas 2D et 3D. En outre, différentes approches s’appuyant sur différentes moyennes du champ magnétique permettent d’obtenir des limites inférieures et supérieures pour l’estimation des pertes EC dans les SMC. La perméabilité complexe ainsi obtenue est ensuite appliquée à une structure de transformateur. Le champ magnétique et la répartition des pertes EC peuvent être obtenus sur le transformateur équivalent (homogénéisé). Les résultats sont comparés aux calculs en champ complet du transformateur hétérogène. Un bon accord est observé. Enfin, on étudie l'effet des contraintes mécaniques sur la perméabilité magnétique et les pertes EC des SMC, ce qui conduit à une formule couplée de la densité de pertes EC en fonction de la contrainte macroscopique et du champ magnétique. / Composite materials have been widely used in Electrical Engineering, and they have stimulated a growing number of scientific research, especially when it comes to energy savings. Soft Magnetic Composites (SMC) incorporate the attributes of different constituents. They can be designed to exhibit high permeability and to dissipate low Eddy Current (EC) losses compared to more conventional structures such as laminated steel. Nevertheless, electromagnetic properties of SMC are not easily determined. Numerical tools such as finite element method (FEM) are usually employed to provide a full-field description of SMC. As the microstructure has to be finely meshed, it brings significant numerical burden and instabilities. To overcome this restriction, semi-analytical homogenization methods are adapted and applied here. They consist in developing a complex permeability model. In the complex permeability model for SMC, the static magnetic permeability and EC losses are integrated respectively as the real and imaginary part of the complex permeability. Classical estimates are applied to determine the macroscopic effective magnetic permeability. A correct determination of the effective permeability, i.e. the real part of the complex permeability, is crucial for the estimate of EC losses. EC losses formulas are derived for SMC with periodic microstructure in 2D and 3D cases. Furthermore, different approaches of field averaging are employed to obtain lower and upper bounds on the EC losses in SMC. The complex permeability model is then applied to analyze a transformer structure. The magnetic field and EC losses distribution can be obtained on the equivalent homogenized transformer. The results are compared to the full-field calculations on the heterogeneous transformer. A good consistency is observed. Finally, the effect of mechanical stress on the magnetic permeability and loss property of SMC is studied, which leads to a coupled formula of EC loss density as a function of macroscopic stress and magnetic field.

Les milieux poreux font partie des formations géologiques assez répandue dans la nature et son sujet d'études intensives. L'engouement de ce sujet vient des multiples secteurs d'applications de ces recherches et leur importance dans notre société. Que ce soit de la part des sociétés pétrolières qui souhaitent optimiser leurs moyens de productions, les agences de contrôles environnementaux qui veulent prévenir la contamination de nappe phréatique et la fuite de déchets nucléaires ou encore des industriels avec des problèmes de drainages et de réhabilitation de mines, tous ces acteurs dépendent des recherches faites dans ce domaine. Cependant, un des principaux problèmes de ce sujet est l'inaccessibilité des milieux que nous voulons étudier. Pour palier à cela de nombreuses équipes se sont tournées vers la simulation numérique. Cette thèse s'inscrit dans ce cadre et utilise le module PARADIS du logiciel d'hydrogéologie H2olab pour modéliser le transport de particules dans des milieux poreux fortement hétérogènes. Grâce aux données obtenues et à des comparaisons avec la littérature nous montrerons l'effet du passage au 3D sur la topologie de l'écoulement et les répercussions sur le transport de particules ainsi que l'effet de la diffusion moléculaire sur les coefficients de macro-dispersion. Enfin nous proposerons deux lois de transport reliant macrodispersion, variance du champ de perméabilité et diffusion moléculaire. / Heterogeneous porous media have been intensively studied these last fifty years. The popularity of this subject come from the multiple areas where these researches can be applied and their importance to our society. Whether from the oil companies that want to optimize their methods of production, environmental control agencies who want to prevent contamination of ground water and leakage of nuclear waste or industrial with drainage issues and mine rehabilitation, all these actors depend on research done in this area. However, one of the main problems of this subject is the accessibility of these porous media which are often several hundred meters underground. To overcome this, many teams have turned to computer simulation. This thesis is among them and uses the PARADIS module from the hydrogeology software H2olab to model particle transport in highly heterogeneous porous media. Thanks to the data obtained and comparisons with the literature, we show the impact of switching from a 2D to a 3D porous media on the ow topology and the repercussions on the particle transport. Furthermore, we also investigated the effect of molecular diffusion coefficients on macro-dispersion. Finally, we will propose two empirical functions linking macro-dispersion variance of the permeability field and molecular diffusion.

Dans cette thèse, nous analysons la question de l’ajustement réel entre des économies de niveau de développement diffèrent au sein d’une union monétaire. Dans ce, les deux économies représentées – une économie développée et une économie émergente – ne peuvent utiliser le taux de change nominal pour s’ajuster à des chocs asymétriques. Pour étudier les conditions de l’ajustement réel entre ces pays, nous prenons en compte les flux d’investissements directs. En effet, ce type d’investissement a profité largement aux économies d’Europe de l’est non membres de le zone euro. Pour étudier cette question, nous utilisons un modèle DSGE (« dynamic stochastic general equilibrium ») permettant de micro fonder les décisions d’investissement direct sur l’hétérogénéité productive des firmes. Nous complétons la littérature existante dans ce domaine en privilégiant deux aspects : (1) les investissements directs peuvent être à la fois des substituts aux importations ou une solution retenue par les firmes pour réduire leurs coûts de production afin de réimporter des biens sur leur marché national et (2) les pays sont traités de manière asymétrique, afin de relier leur niveau de développement aux types de variétiés de biens (non échangeables, exportables, délocalisables). Nous évaluons de quelle manière ces éléments affectent la dynamique des économies à un choc de productivité asymétrique. De manière générale, on observe que les économies vont répondre de manière différente au niveau macroéconomique en fonction de leur structure productive. En résumé l’analyse proposée dans cette thèse montre que des différences structurelles et la possibilité pour les pays de s’engager dans des investissements directs détermine de manière critique la réaction des variables macroéconomiques à des chocs asymétriques. / In this thesis we analyse a problem of the real economic adjustment between two countries, one of which is an emerging market and the other is a developed economy. When they form a monetary union the only possible adjustment to asymmetric shocks transmitted internationally is through the real variables. We take into account existing asymmetries in the foreign direct investment (FDI) intensity and FDI relations. The issues of FDI and differences in the FDI intensity are real aspects of functioning of economies and relations between them. They reveal some problem from the macroeconomic perspective. However, the problem relates also to microeconomic foundations. The given trade and FDI relations between countries depend on decisions of firms that are heterogeneous. To study the effect of plant delocalization and FDI on output fluctuations between two countries we use a framework that accounts for all this issues, that means dynamic stochastic general equilibrium (DSGE) models with heterogeneity in firm productivity. We add a new dimension to the existing literature on DSGE models with heterogeneous firms. First, we complete goods market with a new segment of production, namely products offered by multinationals which produce abroad and export back to their economy of origin. Second, we account for asymmetries in the FDI intensity and differences in production structures that occur between two economies forming a monetary union. Summing things up, the analysis allows us to state that the real aspects of economy functioning, such as trade connections between countries and differences in production structures, determine economic performance and behaviour of economies in terms of output fluctuations.

L’évolution des technologies réseaux sans fil, des terminaux mobiles ainsi que des contenus et des services créent des environnements hétérogènes de plus en plus complexes. Dans ce contexte, un compromis entre la mobilité, la transparence et la performance apparaît. Des utilisateurs mobiles, ayant différents profils et préférences, voudraient être toujours connectés au meilleur réseau à tout moment, sans avoir à se soucier des différentes transitions entre réseaux hétérogènes. Face à cette complexité, il parait nécessaire de proposer de nouvelles approches afin de rendre ces systèmes plus autonomes et de rendre les décisions de handover vertical plus efficaces. Cette thèse se concentre sur la gestion de mobilité verticale, plus précisément sur la prise de décision de handover vertical dans un environnement de réseaux hétérogènes sans fil. Après l’identification des différents paramètres de prise de décision et l’analyse de l’état de l’art relié à la gestion de la mobilité verticale, nous avons proposé un système de réputation qui permet de réduire les délais de prise de décision. La réputation d’un réseau est introduite comme une nouvelle métrique de prise de décision qui peut être recueillie à partir des expériences précédentes des utilisateurs sur ce réseau. Nous montrons que la réputation est une métrique efficace qui permet l’anticipation du handover et accélère la prise de décision. Bien que l’objectif principal soit de garantir la meilleure qualité de service et l’utilisation optimale des ressources radios, les aspects économiques doivent également être considérés, y compris la minimisation des coûts pour les utilisateurs et la maximisation des revenus pour les fournisseurs de services ou les opérateurs. Nous proposons alors, dans la deuxième partie de la thèse, un mécanisme de prise de décision basé sur la théorie des jeux. Ce dernier permet la maximisation des utilités des réseaux et des utilisateurs. Dans cette solution, chaque réseau disponible joue un jeu de Stackelberg avec un ensemble d’utilisateurs, tandis que les utilisateurs jouent un jeu de Nash entre eux pour partager les ressources radios limitées. Un point d’équilibre de Nash, qui maximise l’utilité de l’utilisateur et les revenus des fournisseurs de services, est trouvé et utilisé pour le contrôle d’admission et la prise de décision de handover vertical. Dans la troisième partie de cette thèse, nous proposons et discutons deux différentes solutions architecturales sur lesquelles nos mécanismes de prise de décision proposés peuvent être intégrés. La première architecture proposée est basée sur la norme IEEE 802.21 à laquelle nous proposons certaines extensions. La seconde architecture proposée est basée sur un niveau de contrôle composé de deux couches de virtualisation. La virtualisation est assurée via des agents capables de faire un raisonnement et de prendre des décisions pour le compte d’entités physiques qu’ils représentent au sein du système. Cette architecture permet une plus grande flexibilité / Mobility management over heterogeneous wireless networks is becoming a major interest area as new technologies and services continue to proliferate within the wireless networking market. In this context, seamless mobility is considered to be crucial for ubiquitous computing. Service providers aim to increase the revenue and to improve users’ satisfaction. However there are still many technical and architectural challenges to overcome before achieving the required interoperability and coexistence of heterogeneous wireless access networks. Indeed, the context of wireless networks is offering multiple and heterogeneous technologies (e.g. 2G to 4G, WiFi, Wimax, TETRA,...). On the one hand, this rich environment allows users to take profit from different capacities and coverage characteristics. Indeed, this diversity can provide users with high flexibility and allow them to seamlessly connect at any time and any where to the access technology that best fits their requirements. Additionally, cooperation between these different technologies can provide higher efficiency in the usage of the scarce wireless resources offering more economic systems for network providers. On the other hand, the heterogeneity of technologies and architectures and the multiplication of networks and service providers creates a complex environment where cooperation becomes challenging at different levels including and not limited to mobility management, radio resource provisioning, Quality of Service and security guarantees. This thesis is focusing on mobility management and mainly on decision making for Vertical handover within heterogeneous wireless network environments. After the analysis of the related state of the art, we first propose a reputation based approach that allows fast vertical handover decision making. A decision making scheme is then built on that approach. Network’s reputation, is a new metric that can be gathered from previous users’ experiences in the networks. We show that it is an efficient construct to speed up the vertical handover decision making thanks to anticipation functionalities. While the main objective remains guaranteeing the best Quality of Service and optimal radio resource utilization, economical aspects have also to be considered including cost minimization for users and revenue maximization for network providers. For this aim, we propose, in the second part of the thesis, a game theoretic based scheme that allows maximizing benefits for both networks and users. In this solution, each available network plays a Stackelberg game with a finite set of users, while users are playing a Nash game among themselves to share the limited radio resources. A Nash equilibrium point, that maximizes the user’s utility and the service provider revenue, is found and used for admission control and vertical handover decision making. The analyses of the optimal bandwidth/prices and the revenue at the equilibrium point show that there are some possible policies to use according to user’s requirements in terms of QoS and to network capacities. For instance, we pointed out that networks having same capacities and different reputation values should charge users with different prices which makes reputation management very important to attract users and maximize networks’ revenue. In the third part of this thesis, we provide and discuss two different architectural and implementation solutions on which our proposed vertical handover decision mechanisms can be integrated. The first proposed architecture is a centralized one. It is based on the IEEE 802.21 standard to which some extensions are proposed. The second proposed architecture is distributed. It is based on an overlay control level composed of two virtualization layers able to make reasoning on behalf of physical entities within the system. This architecture allows higher flexibility especially for loosely coupled interconnected networks

L'un des challenges le plus important pour les opérateurs des réseaux mobiles est de dimensionner le réseau de la manière la plus efficace possible, c'est-à-dire, bien planifier les ressources pour fournir une bonne couverture et une meilleure capacité. Afin de mieux gérer le trafic généré dans le réseau, les opérateurs déploient des petites cellules pour aider les macro-cellules à délester les zones de la cellule où le trafic de données est significativement supérieur au trafic moyen dans la cellule. Cependant, le problème majeur de ces réseaux hétérogènes consiste à bien localiser ces hotspots et puis de mettre en place la meilleure solution pour les absorber. Dans cette thèse, on traite le sujet de localisation de hotspot et on étudie l'impact de son imperfection sur les performances des déploiements des réseaux hétérogènes. Dans une première étape, on propose une nouvelle méthode de localisation de hotspot. Puis, on propose d'évaluer l'impact d'une mauvaise localisation de trafic sur le déploiement des petites cellules à travers une analyse de performances au niveau statique et dynamique. Sachant qu'une grande quantité de trafic de données dans le réseau mobile est générée par des utilisateurs qui sont en mouvement, on propose d'évaluer les performances des petites cellules mobiles. Enfin, la quatrième étape consiste à améliorer encore la solution de déploiement de petites cellules en utilisant les drones. On propose un mécanisme de décongestion du réseau et on discute les avantages et les points à explorer. Une analyse de performance est aussi réalisée pour comparer cette solution avec les solutions classiques de macro cellules et de petites cellules / The continuous increasing traffic in cellular networks has forced the mobile operators to look for efficient and viable options to manage their networks so as to ensure more efficiency over the network life cycle while also evolving with the implementation of new technologies. Traffic hotspot localization can help operators to identify the areas where deploying small cells can reduce the congestion. We firstly propose and assess a new traffic hotspot localization method based on the projection of O&M KPIs on the coverage map. Compared to probing methods, the computational costs and the equipment expenditures are reduced. Moreover, the localization accuracy is improved. Next, in order to evaluate the impact of the limited accuracy of traffic localization tools on small cell deployment, we study the performances of three different scenarios. The first one considers a network of macrocells only and represents a benchmark to decide about the usefulness of small cells. The second one is based on a network of macrocells with a perfectly deployed small cell allowing to identify the limitations of small cell deployment and the last one is with an imperfectly deployed small cell. Realizing that a significant amount of cellular demand is generated on the go and suffers deteriorating quality, we investigate the potential performance gains of using moving small cells. The major outcome is to understand if moving cells leverage the relative operators' investments. Finally, we propose a new mobile data offloading mechanism which capitalizes on drone small cells to alleviate the data traffic load. We realize a performance evaluation and comparison with classic small cell deployment

L’étude des interactions entre les plantes au sein de couverts hétérogènes pourrait permettre une meilleure utilisation des associations variétales de blé, car nous manquons de connaissances sur la manière dont les complémentarités, synergies et compétitions entre variétés affectent leurs performances dans ces conditions. Notre étude s'est focalisée sur la compréhension de l'impact de la compétition pour la lumière sur l'architecture aérienne du blé, en couplant une analyse expérimentale et une approche par modélisation. Nous avons dans un premier temps, caractérisé la plasticité de l’architecture aérienne en réponse à la modification de la densité de semis, pour 20 génotypes contrastés de blé tendre. Ainsi, nous avons déterminé que le nombre d’axes par plante était le trait le plus plastique pour tous les génotypes. Nous avons ensuite développé un modèle individu-centré représentant le développement du blé du semis à la floraison. Ce modèle est composé de deux parties : une partie descriptive du développement foliaire basée sur un modèle existant (ADEL-blé) et une partie plus mécaniste où nous avons intégré une régulation du tallage par la ressource lumineuse. Cette régulation du tallage se fait selon deux hypothèses simples : (1) la plante arrête d'émettre des talles dès que le Green Area Index (GAI) de son voisinage atteint une valeur seuil et (2) une talle meurt si la quantité de lumière qu'elle intercepte est inférieure à un seuil critique. La dynamique de tallage simulée par le modèle sur une large gamme de densité de semis est proche de la dynamique de tallage observée expérimentalement. Nous avons également caractérisé expérimentalement la plasticité de l’architecture aérienne de huit génotypes de blé en réponse à la compétition dans différentes associations variétales binaires. Ces analyses ont révélé des réponses assez différentes de celles mesurées en culture pure, soulignant la spécificité de certaines interactions entre plantes de génotypes différents. Ces essais ont confirmé que les associations contribuaient généralement à une augmentation de la production, en particulier dans des itinéraires techniques économes en intrants. Nous avons montré que des associations variétales comprenant des génotypes avec des hauteurs différentes permettaient d’avantager fortement le génotype haut sans trop pénaliser le génotype court. Ce travail a permis de développer un formalisme simplifié des processus régulant le tallage, qui va permettre d'explorer et optimiser les complémentarités/compétitions entre variétés dans des peuplements multi-variétaux. A terme le modèle pourra être couplé à des modèles génétiques pour mieux décrire l'impact de l'interaction plate-plante dans la valeur sélective des individus dans des populations hétérogènes. / The understanding of the interactions between plants within heterogeneous crops could allow for a more efficient use of wheat varietal mixtures, as there is a gap of knowledge on the complementarity, synergy and competition that develop among varieties within these systems. Our study is focused on competition for light, and its impact on the above ground architecture of wheat, coupling experimental analysis and model development. We first characterized the plasticity of the aerial architecture in response to different sowing densities, for 20 contrasting genotypes of winter wheat. The number of axes per plant was shown to be the most plastic trait for all genotypes. We developed an individual-based model representing wheat growth, from the sowing to flowering. The model is composed of two parts: a descriptive part of the foliar development based on the ADEL-wheat model and a mechanistic part which accounts for the regulation of tillering by light. Tillering is regulated by two simple hypotheses: (1) tillering stops when a critical value of local Green Area Index (GAI) is reached, (2) a tiller dies if the amount of intercepted light falls below a critical threshold. A realistic tillering dynamics was simulated by our model over a wide range of sowing densities, with a good fit with experimental data. We also experimentally characterized the plasticity of plant architecture for eight wheat genotypes observed in various two-components varietal mixtures. Contrasted plastic responses were observed when compared to those expressed in pure stands, underlining the specificity of certain plant-plant interactions. These experiments confirmed that the cultivar mixtures generally contribute to an overyielding, particularly in low-input agriculture . Finally, our results revealed that variety mixtures including genotypes with different heights may provide an advantage to the taller genotype with limited tradeoff on the short genotype. This work contributed to the development of a simplified formalism for tillering process, allowing to explore and optimize complementarities / competitions between plants within variety mixtures. Ultimately, the model could be coupled with a genetic model, in order to better describe the impact of plant-to-plant interactions in the selective value of individuals in heterogeneous populations.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / OSI définit une suite de protocoles pour les réseaux ouverts hétérogènes. De tels réseaux peuvent être très difficile à gérer à cause de la diversité des manufacturiers de composantes, chacun définissant sa propre méthode de gestion. C'est pourquoi OSI définit également CMIS, un service générique de gestion de réseaux qui permet de normaliser les interfaces de gestion, c'est-à-dire de les rendre indépendantes de leur manufacturier. Afin d'etre générique, CMTS est très complexe. Il utilise plusieurs autres services d'OSI et peut tenir compte de plusieurs détails des activités de gestion. Une application de gestion utilisant CMIS est donc passablement difficile à réaliser. On trouve sur le marche des plate-forme de développement qui libèrent le programmeur d'une application de gestion des détails de bas niveau, comme le transfert de données entre applications et l'utilisation d'un format de transfert commun. Mais ces interfaces programmatiques sont également très complexes et difficiles à utiliser. C'est pourquoi, dans le cadre de sa maîtrise, l'auteur a développé un cadre d'application qui, se servant d'une interface programmatique de bas niveau, offre au programmeur une interface orientée objet de haut niveau plus facile à utiliser. De plus, le cadre d'application effectue plusieurs tâches génériques de CMIS qui ne sont pas couvertes par l'interface programmatique commerciales. Layla, le cadre d'application, est présenté sous la forme d'un ensemble de patrons de conceptions, de "recettes" à suivre pour réaliser une application. Certains de ces patrons ont déjà été publiés dans la littérature, d'autres sont des adaptations des concepts de CMIS. Enfin, deux de ces patrons sont originaux et ont été formalisés lors de la conception de Layla. Les patrons sont suivis d'une description plus détaillée du cadre d'application et de trois exemples d'applications réalisées avec Layla.

Au cours de la dernière décennie, la pathologie numérique a été améliorée grâce aux avancées des algorithmes d'analyse d'images et de la puissance de calcul. Néanmoins, le diagnostic par un expert à partir d'images histopathologiques reste le gold standard pour un nombre considérable de maladies notamment le cancer. Ce type d'images préserve la structure des tissus aussi proches que possible de leur état vivant. Ainsi, cela permet de quantifier les objets biologiques et de décrire leur organisation spatiale afin de fournir une description plus précise des tissus malades. L'analyse automatique des images histopathologiques peut avoir trois objectifs: le diagnostic assisté par ordinateur, l'évaluation de la sévérité des maladies et enfin l'étude et l'interprétation des mécanismes sous-jacents des maladies et leurs impacts sur les objets biologiques. L'objectif principal de cette thèse est en premier lieu de comprendre et relever les défis associés à l'analyse automatisée des images histologiques. Ensuite, ces travaux visent à décrire les populations d'objets biologiques présents dans les images et leurs relations et interactions à l'aide des statistiques spatiales et également à évaluer la significativité de leurs différences en fonction de la maladie par des tests statistiques. Après une étape de séparation des populations d'objets biologiques basée sur la couleur des marqueurs, une extraction automatique de leurs emplacements est effectuée en fonction de leur type, qui peut être ponctuel ou surfacique. Les statistiques spatiales, basées sur la distance pour les données ponctuelles, sont étudiées et une fonction originale afin de mesurer les interactions entre deux types de données est proposée. Puisqu'il a été montré dans la littérature que la texture d'un tissu est altérée par la présence d'une maladie, les méthodes fondées sur les motifs binaires locaux sont discutées et une approche basée sur une modification de la résolution de l'image afin d'améliorer leur description est introduite. Enfin, les statistiques descriptives et déductives sont appliquées afin d'interpréter les caractéristiques extraites et d'étudier leur pouvoir discriminant dans le cadre de l'étude des modèles animaux de cancer colorectal. Ce travail préconise la mesure des associations entre différents types d'objets biologiques pour mieux comprendre et comparer les mécanismes sous-jacents des maladies et leurs impacts sur la structure des tissus. En outre, nos expériences confirment que l'information de texture joue un rôle important dans la différenciation des deux modèles d'implantation d'une même maladie. / During the last decade, digital pathology has been improved thanks to the advance of image analysis algorithms and calculus power. However, the diagnosis from histopathology images by an expert remains the gold standard in a considerable number of diseases especially cancer. This type of images preserves the tissue structures as close as possible to their living state. Thus, it allows to quantify the biological objects and to describe their spatial organization in order to provide a more specific characterization of diseased tissues. The automated analysis of histopathological images can have three objectives: computer-aided diagnosis, disease grading, and the study and interpretation of the underlying disease mechanisms and their impact on biological objects. The main goal of this dissertation is first to understand and address the challenges associated with the automated analysis of histology images. Then it aims at describing the populations of biological objects present in histology images and their relationships using spatial statistics and also at assessing the significance of their differences according to the disease through statistical tests. After a color-based separation of the biological object populations, an automated extraction of their locations is performed according to their types, which can be point or areal data. Distance-based spatial statistics for point data are reviewed and an original function to measure the interactions between point and areal data is proposed. Since it has been shown that the tissue texture is altered by the presence of a disease, local binary patterns methods are discussed and an approach based on a modification of the image resolution to enhance their description is introduced. Finally, descriptive and inferential statistics are applied in order to interpret the extracted features and to study their discriminative power in the application context of animal models of colorectal cancer. This work advocates the measure of associations between different types of biological objects to better understand and compare the underlying mechanisms of diseases and their impact on the tissue structure. Besides, our experiments confirm that the texture information plays an important part in the differentiation of two implemented models of the same disease.

Dans le domaine du calcul de haute performance, les architectures d’exécution sont en continuelle évolution. L’augmentation du nombre de nœuds de calcul, ou le choix d’une topologie réseau plus rapide représentent un investissement important tant en temps qu’en moyen financier. Les méthodes de prédiction de performances permettent de guider ce choix. En parallèle à ce développement, les systèmes HPC pair-à-pair (P2P) se sont également développés ces dernières années. Ce type d’architecture hétérogène permettrait la résolution des problèmes scientifiques pour un coût très faible par rapport au coût d’une architecture dédiée.Ce manuscrit présente une méthode nouvelle de prédiction de performances pour les applications réelles de calcul distribué, exécutées dans des conditions réelles. La prédiction prend en compte l’optimisation du compilateur. Les résultats sont extrapolables et ils sont obtenus pour un ralentissement réduit. Ce travail de recherche est implémenté dans un logiciel nouveau nommé dPerf. dPerf est capable de prédire les performances des applications C, C++ ou Fortran qui communiquent en utilisant les normes MPI ou P2P-SAP et qui s’exécutent sur une architecture cible pair à pair, hétérogène et décentralisée. La précision de cette contribution a été étudiée sur (i) la transformée Laplace, pour l’aspect séquentiel, (ii) le benchmark IS de NAS, pour l’aspect MPI, (iii) et le code de l’obstacle pour l’aspect calcul P2P décentralisé et l’extrapolation du nombre de nœuds. / In the field of high performance computing, the architectures evolve continuously. In order to increase the number of computing nodes or the network speed, an important investment must be considered, from both temporal and financial point of view. Performance prediction methods aim at assisting in finding the best trade-off for such an investment. At the same time, P2P HPC systems have known an increase in development. These heterogeneous architectures would allow solving scientific problems at a low cost, with respect to dedicated systems.The manuscript presents a new method for performance prediction. This method applies to real applications for distributed computing, considered in a real execution environment. This method uses information about the different compiler optimization levels. The prediction results are obtained with reduced slowdown and are scalable. This thesis took shape in the development of the dPerf tool. dPerf predicts the performances of C, C++, and Fortran application, which use MPI or P2P-SAP to communicate. The applications modeled by dPerf are meant for execution on P2P heterogeneous architectures, with a decentralized communication topology. The accuracy of dPerf has been studied on three applications: (i) the Laplace transform, for sequential codes, (ii) the NAS Integer Sort benchmark for distributed MPI programs, (iii) and the obstacle problem, for the decentralized P2P computing and the scaling of the number of computing nodes.