Dans les applications graphiques, les interactions avec les formes sont peu naturelles. L'utilisateur repousse autant que possible l'usage de ces applications, préférant dessiner ou sculpter une forme. Pour combler ce fossé qui se creuse entre l'informatique et le grand public, nous nous tournons vers les squelettes. Ce sont des modèles de représentation des formes intuitifs que nous proposons d'utiliser comme structure d'interaction directe et intuitive.Tous les squelettes souffrent d'un problème de qualité, que ce soit au niveau de la géométrie qu'ils capturent, de leurs quantité de bruit ou encore de l'absence d'organisation utile de leurs éléments. De plus, certaines fonctionnalités nécessaires des squelettes ne sont que partiellement résolues, et ceci grâce à des données additionnelles calculées à partir de la forme lors de la squelettisation. Ainsi, lorsque le squelette est modifié par une interaction, nous sommes dans l'incapacité de mettre à jour ces données et d'utiliser ces fonctionnalités.Nous avons construit un ensemble de solutions algorithmiques à ces problèmes. Nous faisons un usage optimal des données contenues dans le squelette pour visualiser la forme qu'il décrit, supprimer son bruit et structurer ses éléments. Nous construisons un squelette hiérarchique qui capture et contrôle toutes les zones caractéristiques d'une forme.Ce squelette est adapté pour une interaction directe et intuitive, ce qui permet de combler le fossé dont nous faisions mention. Nos travaux permettent également d'améliorer les méthodes de squelettisation et produire des squelettes qui sont déjà de bonne qualité. / The interactions in shape creation graphic applications are far from natural. The user tends to avoid as much as possible such applications and prefer to sketch or model his/her shape.To bridge this widening gap between computer and the general public, we focus on skeletons. They are intuitive shape representation models that we propose to use as direct and intuitive interaction structures.All skeletons suffer from very low quality as shape representation models, concerning the geometry of the shape they capture, the quantity of skeletal noise they contain or the lack of useful organization of their elements. Moreover, some functionalities that must be granted to skeletons are only partially solved. Those solutions make use of additional data computed thanks to the shape during the skeletonization. Thus, when the skeleton is modified by an interaction, we cannot update those data to make use of such functionalities.Thanks to a practical observation of skeletons, we built a set of algorithmic solutions to those problems.We make an optimal use of skeleton data to visualize the shape described by a skeleton, to remove skeletal noise and to structure skeleton elements. With our methods, we build the meso-skeleton, a hierarchical structure that captures and controls all characteristic parts of a shape.The meso-skeleton is adapted to be used as a direct and intuitive interaction structure, which allows us to bridge the gap aforementioned. Also, our work can lead to further researches to enhance skeletonization techniques and thus produce skeletons that are good quality shape representation models.

Le secteur de l'industrie des véhicules récréatifs est un secteur hautement concurrentiel. Il suit principalement les tendances et les perceptions des consommateurs. Depuis ces dernières années, l'industrie des véhicules récréatifs, en particulier celle de la motoneige, fait face à des demandes de plus en plus pressantes concernant le niveau de bruit de ces véhicules. Dans ce contexte, la compagnie Bombardier Recreational Products BRP souhaiterait réduire le bruit de ses motoneiges afin de respecter les normes et les réglementations en vigueur (bruit de passage) et assurer une meilleure qualité sonore des véhicules. Les traitements acoustiques utilisés dans l'habillage phonique des motoneiges font appel à des matériaux acoustiques absorbants et isolants. Ces traitements visent principalement à atténuer le bruit rayonné par le moteur, le système d'entrée d'air et le système d'échappement. C'est dans ce cadre que ce projet s'inscrit en visant à développer et à valider expérimentalement des solutions afin d'améliorer l'efficacité des traitements insonorisants ou absorbants d'un prototype de motoneige en respectant le cahier de charges fonctionnel du véhicule. Ce projet de recherche est défini en quatre étapes. Dans un premier lieu, il est demandé de développer une base de données des matériaux acoustiques et de prévoir leurs performances en termes de perte par insertion. Dans un second lieu, plusieurs concepts de traitements acoustiques seront développés et comparés à l'aide du code NOVA qui se base sur la méthode des matrices de transfert (TMM). D'autre part, il est demandé également de simuler de nouveaux concepts optimisés. La troisième étape vise à valider les traitements acoustiques conçus dans le tube d'impédance, et de fabriquer des prototypes à grande échelle afin de réaliser des tests au laboratoire dans la chambre anéchoïque du GAUS. Ceci dans le but de démontrer les gains réalisés et d'effectuer un choix final des concepts optimaux. L'étape finale de ce projet de recherche consiste à analyser l'emplacement des traitements dans le compartiment moteur de la motoneige et proposer un modèle en se basant sur la méthodologie de l'analyse statistique par l'énergie (SEA). Ce modèle permettra d'investiguer l'effet des fuites dans le compartiment moteur de la motoneige. Ce projet de recherche vise à développer des traitements acoustiques du compartiment moteur d'une motoneige appliqués sur les sous-systèmes suivants : panneaux latéraux gauche et droite, panneau supérieur et le garde poulie.

La simulation quantique consiste à réaliser expérimentalement des systèmes artificiels équivalent à des modèles proposés par les théoriciens. Pour réaliser ces systèmes, il est possible d'utiliser des atomes dont les états individuels et les interactions sont contrôlés par la lumière. En particulier, une fois excités dans un état de haute énergie (appelé état de Rydberg), les atomes peuvent être contrôlés individuellement et leurs interactions façonnées arbitrairement par des faisceaux laser. Cette thèse s'intéresse à deux types de simulateurs quantiques à base d'atomes de Rydberg, et en particulier à leurs potentielles limitations.Dans l'expérience du Joint Quantum Institute (USA), nous observons la décohérence dans une structure cubique contenant jusqu'à 40000 atomes. A partir d'atomes préparés dans un état de Rydberg bien défini, nous constatons l'apparition spontanée d'états de Rydberg voisins et le déclenchement d'un phénomène d'avalanche. Nous montrons que ce mécanisme émane de l'émission stimulée produite par le rayonnement du corps noir. Ce phénomène s'accompagne d'une diffusion induite par des interactions de type dipole-dipole résonant. Nous complétons ces observations avec un modèle de champ moyen en état stationnaire. Dans un second temps, l'étude de la dynamique du problème nous permet de mesurer les échelles de temps caractéristiques. La décohérence étant globalement néfaste pour la simulation quantique, nous proposons plusieurs solutions pour en atténuer les effets. Nous évaluons notamment la possibilité de travailler dans un environnement cryogénique, lequel permettrait de réduire le rayonnement du corps noir.Dans l'expérience du Laboratoire Charles Fabry à l'Institut d'Optique (France), nous analysons les limites d'un simulateur quantique générant des structures bi- et tridimensionnelles allant jusqu'à 70 atomes de Rydberg piégés individuellement dans des pinces optiques. Le système actuel étant limité par le temps de vie des structures, nous montrons que l'utilisation d'un cryostat permettrait d'atteindre des tailles de structures jusqu'à 300 atomes. Nous présentons les premiers pas d'une nouvelle expérience utilisant un cryostat à 4K, et en particulier les études amont pour le développement de composants optomécaniques placés sous vide et à froid. / Quantum simulation consists in engineering well-controlled artificial systems that are ruled by the idealized models proposed by the theorists. Such toy models can be produced with individual atoms, where laser beams control individual atomic states and interatomic interactions. In particular, exciting atoms into a highly excited state (called a Rydberg state) allows to control individual atoms and taylor interatomic interactions with light. In this thesis, we investigate experimentally two different types of Rydberg-based quantum simulators and identify some possible limitations.At the Joint Quantum Institute, we observe the decoherence of an ensemble of up to 40000 Rydberg atoms arranged in a cubic geometry. Starting from the atoms prepared in a well-defined Rydberg state, we show that the spontaneous apparition of population in nearby Rydberg states leads to an avalanche process. We identify the origin of the mechanism as stimulated emission induced by black-body radiation followed by a diffusion induced by the resonant dipole-dipole interaction. We describe our observations with a steady-state mean-field analysis. We then study the dynamics of the phenomenon and measure its typical timescales. Since decoherence is overall negative for quantum simulation, we propose several solutions to mitigate the effect. Among them, we discuss the possibility to work at cryogenic temperatures, thus suppressing the black-body induced avalanche.In the experiment at Laboratoire Charles Fabry (Institut d'Optique), we analyze the limitation of a quantum simulator based on 2 and 3 dimensional arrays of up to 70 atoms trapped in optical tweezers and excited to Rydberg states. The current system is limited by the lifetime of the atomic structure. We show that working at cryogenic temperatures could allow to increase the size of the system up to N=300 atoms. In this context, we start a new experiment based on a 4K cryostat. We present the early stage of the new apparatus and some study concerning the optomechanical components to be placed inside the cryostat.

La conception d’un système de transport en commun doit prendre en compte différentes dimensions pour résoudre deux problèmes importants d’optimisation : l’ordonnancement des véhicules (le graphicage) et l’affectation des conducteurs (l’habillage). Dans nos travaux, nous nous sommes focalisés sur le problème de l'habillage. L’objectif est de minimiser le nombre de conducteurs en respectant toutes les contraintes sociales et économiques. Par sa nature combinatoire, l’habillage est considéré comme une tâche complexe du processus de conception de réseaux de transport en commun. Nous avons proposé une approche fondée sur les hyper-heuristiques dont le principal avantage réside dans leur faculté d’adaptation à différents problèmes. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à une approche coopérative, capable de prendre en compte les changements au cours du processus de résolution. Nous avons étendu les fonctionnalités et amélioré les performances du framework traditionnel des hyper-heuristiques. L’algorithme proposé comporte une combinaison de plusieurs phases et plusieurs niveaux. La métaphore de la coalition est utilisée pour permettre la coopération entre hyper-heuristiques. Elle est destinée à favoriser la diversification des solutions et amplifier la capacité de recherche selon un contrôle décentralisé où chaque hyper-heuristique possède une certaine autonomie. Il est ainsi possible d’envisager différents modes de coopération entre les hyper-heuristiques : partage de solutions, apprentissage par mimétisme ou encore mise en concurrence de différentes stratégies de recherche. L’expérimentation a été réalisée aussi bien sur des instances réelles que sur des benchmarks. Elle a donné de bons résultats tant sur la déviation que sur le temps d’exécution. / The design of public transport system must take into account different dimensions to solve two main problems of optimization: the vehicles scheduling and driver scheduling. In our work, we focused on bus driver scheduling. Its objective is to minimize the number of drivers in accordance with social and environmental constraints. By its combinatorial nature, bus driver scheduling is considered a complex task in the design process of network transport. We have proposed an approach based on hyper-heuristics whose main advantage lies in their ability to adapt to different problems. We are particularly interested in a cooperative approach, which is able to take into account changes in the resolution process. We have extended the functionality and improved performance of the traditional framework of hyper- heuristics by proposing a pattern based on an organizational model. The proposed algorithm consists of a combination of several phases and several levels. The metaphor of the coalition is used to make cooperate several hyper-heuristics. The coalition is intended to favor diversified solutions and expand search capacity with decentralized control where each hyper-heuristic has certain autonomy. It is thus possible to consider different ways of cooperation between the hyper-heuristics: sharing solutions, learning by mimetism or carrying out different competitive search strategies. The experiment was carried out both on real-world instances and benchmarks. It gave good results on both quality of solution and execution time