Le formalisme " Problème de Satisfaction de Contraintes " (ou CSP pour Constraint Satisfaction Problem) peut être considéré comme un langage de représentation formelle qui couvre l'ensemble des problèmes dont la modélisation fait intervenir des contraintes. L'intérêt de ce formalisme réside dans l'exploitation de la généricité d'algorithmes de résolution puissants mais également dans la performance d'algorithmes dédiés à des problèmes particuliers. Dans ce travail de thèse, nous étudions la résolution de CSP par des méthodes de recherche arborescente basées sur la notion de " divergence ". Dans ce cadre, nous proposons de nouveaux mécanismes d'amélioration des méthodes de recherche générales qui exploitent les échecs rencontrés pendant la résolution, en adoptant des heuristiques de pondération des variables et des valeurs. Nous proposons également d'autres techniques spécifiques aux méthodes à base de divergences qui conditionnent l'exploration de l'arbre de recherche développé, notamment la restriction des divergences, les différents modes de comptage ainsi que le positionnement des divergences. Ces propositions sont validées par des expérimentations numériques menées sur des problèmes de satisfaction de contraintes aléatoires (tirés de contextes réels) ainsi que des problèmes d'optimisation. Des comparaisons sont effectuées entre variantes de méthodes à divergences intégrant différentes combinaisons parmi les améliorations étudiées et d'autres méthodes connues pour leur performance.

Les digues de protection contre les inondations sont d’une importance stratégique incontournable pour la sécurité des personnes et des biens. Une meilleure connaissance de leur fiabilité structurelle constitue un enjeu majeur pour les ingénieurs et pour les gestionnaires de ces ouvrages afin de répondre aux réglementations en vigueur et potentiellement les faire évoluer. La réglementation en France relative à la sûreté des ouvrages hydrauliques exige la réalisation d’études de dangers, au sein desquelles les démarches probabilistes d’évaluation de la sécurité prennent une place de plus en plus importante. De par la complexité de leurs mécanismes de rupture et l’absence de condition d’état-limite précis pour certains mécanismes de défaillance tels que l’érosion interne, la surverse ou l’affouillement, le calcul d’une probabilité de défaillance par des approches quantitatives demeure à ce jour impossible. Les digues induisent des problématiques particulières pour l’évaluation de leur fiabilité structurelle où l’intervention d’experts s’avère nécessaire et centrale. Ceux-ci doivent procéder à l’interprétation des données disponibles et la prise en compte de leurs incertitudes, pour pouvoir ensuite évaluer la fiabilité structurelle de digues en termes de probabilité de défaillance. L’objectif de la thèse est l’élaboration d’une démarche complète d’aide à l’évaluation probabiliste de la fiabilité structurelle des digues à partir du jugement expert. Une démarche scientifiquement justifiée pour le recueil et l’exploitation des évaluations expertes, incertaines mais quantitatives, de la fiabilité structurelle des ouvrages, sous la forme d’une probabilité de défaillance ou d’un coefficient de sécurité, assorti(e) d’une marge d’incertitude probabiliste. Afin de répondre à cet objectif, deux démarches ont été développée, « EiCAD » et « EiDA », toutes reposant (dans des ordres différents) sur les phases suivantes :- Une phase d’élicitation individuelle des avis experts (Ei) permettant le recueil des évaluations expertes probabilistes par la construction d’un formulaire de questionnement ;- Une phase de calibration (C) permettant de pondérer les évaluations expertes en fonction des degrés de précision et de justesse ;- Une phase d’agrégation (A) permettant une prise en compte simultanée de plusieurs évaluations expertes probabilistes ;- Une phase de débiaisage (D) permettant de traiter les biais susceptibles d’entacher les évaluations expertes probabilistes. Les démarches développées ont été mises en œuvre sur des cas de digues du Drac, dans l’agglomération grenobloise, pour évaluer la probabilité de défaillance, par jugement expert, vis-à-vis de mécanisme de rupture par glissement et par érosion interne / River levees as protective measures against flooding are a matter of utmost strategic importance for the security of people and property. A better knowledge of their structural reliability is a major challenge for engineers and managers of these structures in order to meet current regulations and potentially develop them. In France, the regulations relating to the safety of hydraulic structures require the realization of hazard studies, in which probabilistic safety evaluation procedures take on a more and more important role. Due to the complexity of their failure mechanisms and the lack of a specific condition of limit-state for some failure mechanisms such as internal erosion and overtopping or scour, calculating a probability of failure by quantitative approaches remains impossible to this day. Levees induce specific problems in evaluating their structural reliability where expert intervention is necessary and pivotal. They must interpret the available data and take into account the uncertainties in their analysis, in order to evaluate the structural reliability of levees in terms of probability of failure. The aim of the thesis is to develop and elaborate a complete approach for supporting probabilistic evaluation of structural reliability of levees based on expert judgments. It is designed as a scientifically justified approach to collect and use uncertain but quantitative expert evaluations of structural reliability, in the form of a failure probability or a safety factor, accompanied by a margin of probabilistic uncertainty. To meet this goal, two approaches have been developed, "EiCAD" and "EiDA" composed of the following phases (in different orders):- individual elicitation phase of expert judgment (Ei) allowing the collection of probabilistic expert evaluations by a constricted questionnaire ;- calibration phase (C) to weigh the probabilistic expert evaluations elicited depending on the degrees of precision and accuracy that can be provided;- aggregation phase (A) during which the probabilistic expert evaluations elicited by several experts are taken into account ;- debiasing phase (D) during which biases that may affect the probabilistic expert evaluations are removed. The developed approaches have been implemented for the cases of Drac levees, located in the Grenoble agglomeration, to assess the probability of failure, by expert judgment, with regard to sliding and internal erosion mechanism of failure

Le travail trouve son origine en vallée d’Aspe auprès de l’abbé Pierre Moulia, prêtre de l’Ordre des Prémontrés qui a dédié l’ensemble de sa carrière à ce territoire et à ses habitants. L’hypothèse de cette étude repose sur le postulatselon lequel la société gasconne peut être étudiée au travers du prisme de sa langue. Si cette étude permet une ethnographie de la société gasconne du XXème siècle, le choix d’articuler l’étude du corpus à la langue révèle, au fil d’uncheminement pragmatique et expérimental, des modes de pensée, au service de la société agricole étudiée, et en lien continu avec les pratiques coutumières et l’environnement naturel.Six années d’enquête de terrain de mars 2010 à août 2015 en langue gasconne auprès de l’abbé Moulia nourrissent et construisent l’apprentissage du métier d’ethnologue ; l’exploitation du corpus se structure et se modélise. Letravail réflexif amène le témoin à une réflexion plus profonde de la société dans laquelle il vit et de sa place au sein même de celle-ci. / The center of this work, Pierre Moulia, a priest from the Premonstratensian Order, has dedicated his whole career to the Aspe Valley and its inhabitants. The premise of this study is that the Gascon society can be studied through its language.This study allows for an ethnography of 20thcentury Gascon society, in which articulating the study of the corpus in relationship to language reveals, through pragmatic and experimental research,differing ways of thinking within this agricultural society, with direct links to traditional customs and the natural environment.Six years of field work and research on the Gascon language with Father Moulia,from March 2010 to August 2015, have led to a thorough understanding of ethnology and the methods of structuring and modeling the study of the corpus.The reflective work brings Father Moulia to a deeper analysis of the society inwhich he lives and his place within it.

Cette thèse propose une approche originale d’ordonnancement de la production de plates-formes de machines hétérogènes et distribuées, utilisées en parallèle pour fournir un service global commun. L’originalité de la contribution réside dans la proposition de modifier les conditions opératoires des machines au cours de leur utilisation. Il est supposé qu'utiliser une machine avec des performances dégradées par rapport à un fonctionnement nominal permet d'allonger sa durée de vie avant maintenance. L’étude s’inscrit dans la partie décisionnelle du PHM (Prognostics and Health Management), au sein duquel une étape de pronostic permet de déterminer les durées de vie résiduelles des machines. Le problème d’optimisation consiste à déterminer à chaque instant l’ensemble des machines à utiliser et un profil de fonctionnement pour chacune d’entre elles de manière à maximiser l’horizon de production de la plate-forme avant maintenance. Deux modèles sont proposés pour la définition des profils de fonctionnement. Le premier traduit le comportement à l'usure de machines pouvant fournir un nombre discret de performances. Pour ce cas, la complexité de plusieurs variantes du problème d'optimisation est étudiée et plusieurs méthodes de résolution optimales et sous-optimales sont proposées pour traiter le problème d'ordonnancement. Plusieurs méthodes de résolution sous-optimales sont ensuite proposées pour le second modèle, qui s'applique à des machines dont le débit peut varier de manière continue entre deux bornes. Ces travaux permettent de déterminer la durée maximale d’utilisation avant défaillance d’un système à partir des durées de vie résiduelles des équipements qui le composent. / This thesis addresses the problem of maximizing the production horizon of a heterogeneous distributed platform composed of parallel machines and which has to provide a global production service. Each machine is supposed to be able to provide several throughputs corresponding to different operating conditions. It is assumed that using a machine with degraded performances compared to nominal ones allows to extend its useful life before maintenance. The study falls within the decisional step of PHM (Prognostics and Health Management), in which a prognostics phase allows to determine remaining useful lives of machines. The optimization problem consists in determining the set of machines to use at each time and a running profile for each of them so as to maximize the production horizon before maintenance. Machines running profiles are defined on the basis of two models. First one depicts the behavior of machines used with a discrete number of performances. For this case, the problem complexity is first studied considering many variants of the optimization problem. Several optimal and sub-optimal resolution methods are proposed to deal with the scheduling problem. Several sub-optimal resolution methods are then proposed for the second model, which applies to machines whose throughput rate can vary continuously between two bounds. These research works allow to determine the time before failure of a system on the basis of its components remaining useful lives.

In the last decades there has been a lot of interest in computational models and metaheuristics algorithms capable to solve combinatorial optimization problems. The recent trend is to define these algorithms taking inspiration by the observation of natural systems. In this thesis the Ant Colony System (ACS) is presented which has been inspired by the observation of real ant colonies. ACS is initially proposed to solve the symmetric and asymmetric travelling salesman problems where it is shown to be competitive with other metaheuristics. Although this is an interesting and promising result, it was immediately clear that ACS, as well as other metaheuristics, in many cases cannot compete with specialized local search methods. An interesting trend is therefore to couple metaheuristics with a local optimizer, giving birth to so-called hybrid methods. Along this line, the thesis investigates MACS-VRPTW (Multiple ACS for the Vehicle Routing Problem with Time Windows) and HAS-SOP: Hybrid Ant System for the Sequential Ordering Problem (SOP). In the second part the thesis introduces some modifications of the original ACS algorithm. These modifications are able to speed up the method and to make it more competitive in case of large problem instances. The resulting framework, called Enhanced Ant Colony System is tested for the SOP. Finally the thesis presents the application of ACS to solve real-life vehicle routing problems where additional constraints and stochastic information are included. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse se place dans une dynamique de recherche d’amélioration des processus d’implémentation et de déploiement de solutions logicielles de type PLM dans les entreprises. Nous proposons une démarche complète de déploiement, centrée sur les acteurs de l’entreprise, qui s’appuie sur l’utilisation de deux outils jusque là peu usités pour répondre à ce type de problématique : les cartes heuristiques et les personas. Nous proposons d’utiliser la carte heuristique (ou map) comme support du projet et moteur de la réflexion et de la communication dans le cadre d’un projet. La map offre une nouvelle dimension à la définition de l’application et à la communication avec le client : une structure et une organisation dynamiques et « immédiates ». Elle permet de mettre en évidence l’organisation et les processus du client. Nous affinons notre proposition en travaillant aussi sur l’accompagnement et l’implication du client en plaçant les futurs utilisateurs au centre de nos préoccupations. Nous proposons une démarche complémentaire à la carte heuristique pour faire émerger des spécifications directement par le client : les personas. La carte heuristique permet d’obtenir un support unique pour suivre le cycle de vie du logiciel et sa construction repose sur l’approche descendante, tandis que persona, centré sur les utilisateurs et leur environnement, se base sur une approche ascendante. Nous obtenons ainsi une double exploration du système, ce qui offre une nouvelle dimension à la modélisation d’entreprises en vue de l’implantation d’une solution logicielle. Cette proposition améliore la pertinence et la qualité de l’analyse et de l’application. / This thesis concerns research on PLM tools. We especially focus here on improvement of the deployment process of PLM tools in enterprises. We develop a methodology to help PLM software developers to design and deploy a PLM solution among their customers. Our proposition, centered on final users of PLM solution, is build around two unusual tools for enterprise modeling: mind map and persona. Mind map is used as a communication element between developer and customer during the entire project. Mind map is a common support to exchange data and encourage reflection. It offers a new dynamic and a new dimension in the definition of the PLM solution for customer and developer since it makes easier description of customer’s organization and process. We enrich our proposition with persona. Persona completes mind map and permits an easier identification of users’ needs. Such a tool allows us to be more efficient on accompaniment and implication of customer and users. Mind map is a unique support for software developer and customer to follow life cycle of the software. It is based on a top-down approach. Persona is centered on users in the company and on their environment. It is a bottom-up approach. Association of these tools allows us obtaining a double exploration of the system that provides a new dimension in enterprise modeling with a view to software deployment. This proposition increase pertinence and quality of the users’ needs analysis and of customer organization modeling. As a consequence it also improves design and deployment of the PLM solution which is closed to the users’ needs and well adapted to the company’s organization and processes.

Ces dernières années en Amérique Latine, de nombreuses enquêtes identifiantles entreprises familiales dans leur domaine d’étude ont été menées apportantleur lot de nouvelles données permettant de démontrer ainsi leur présence dansl’économie de nombreux pays dans lesquels elles jouent un rôle primordial (PozaE. 1995); (Khulman, 1996) ; (Kajihara, 1998) ; (Davis J.A., 2006). La RépubliqueDominicaine ne fait pas figure d’exception, comme l’expliquent Van Del Linde &Bello (2001), et il existe dans le pays un tissu familial solide au sein del’entreprise que l’on retrouve non seulement dans la première et dans la secondegénération mais aussi dans la troisième où l’on dénombre quelques grandesentreprises. Ces phénomènes rendent évidente la nécessité de développer unintérêt pour prévenir les risques de la mortalité des entreprises concernées.Les entreprises familiales se sont appuyées sur le principe de succession pourréussir le maintien intergénérationnel, celui-ci atteignant son paroxysme lors dela prise de décision d’un nouveau leader qui succèdera à l’ancien afin de prendreen charge l’entreprise familiale (Chua, Chrisman & Sharma, 1939) ; (Chrisman,Chua & Sharma, 2003).Ce que l’on a coutume d’appeler « prise de décision » est en fait un processus quis’applique à des situations quotidiennes dans la gestion des organisations et quis’avère difficile et complexe lorsqu’il s’agit d’entreprises familiales. Basly S.,(2005) a comparé les entreprises familiales avec les autres en proposant unelogique de prises de décision différente, mettant en avant la dimension dominante, le processus, la rapidité et les certitudes sur lesquelles repose ladécision. Cette étude suggère que les entreprises familiales ne sont pas dirigéesselon le modèle ordinaire de prise de décision, ce qui nous a permis d’aborder lethème de la rationalité et du leadership dans l’entreprise familiale.D’après Simon (1955), la finalité de tout ce qui touche à la construction d’unsemblant de rationalité est de proportionner des matériaux pour ledéveloppement d’une théorie du comportement d’individus preneurs de décisionsdans le contexte d’une organisation. Cependant, et c’est contradictoire, nous noustrouvons face à une situation paradoxale qui est que, si l’on considère le type derationalité global de la théorie classique, les problèmes de la structure interne del’entreprise, (ou de tout autre organisation) disparaissent presque entièrement. / During the last years in Latin American there have been researches that identifythe family business inside their scope of study, contributing some data thatconfirm their important presence and role in the economy of several countries(Poza E. (1995); (Khulman, 1996) (Kajihara, 1998); (Davis J. A., 2006).Dominican Republic is not the exception, as explained by Van der Linde & Bello(2001); in the country exists a solid family business network in its first andsecond generations, with some big companies on their third, statement thatproduces evidence to develop an interest and need to prevent the mortality ofsuch companies.The practice that is modeled in the family business to achieve their intergenerationalsurvival is succession, understood as a process that culminates withthe decision making of a new successor leader who will have the company underhis/her command (Chua, Chrisman, & Sharma, 1999); (Chrisman, Chua, &Sharma, 2003).What we usually call “decision making” is a process that is applied to everydaysituations in the management of organizations, which turns complex andintricate in the context of family business. Thereon Basly S., (2005) made acomparison between family and non-family businesses proposing a logic ofdecision making different in each one, and highlighting the dominant dimension,process, speed and assumptions in which the decision is sustained. This studysuggests that family businesses are not governed by the normative model of decision making, assertion that gave us a clue to step into the subject ofrationality and decision making in the family business.Citing Simon (1955) the purpose of all constructions of an approximaterationality is to give materials for the development of a theory of the behavior ofdecision making individuals in the context of an organization. Nonetheless andopposite, we have the paradox that if we assume the type of overall rationality ofthe classical theory, the problems of the inner structure of the company, orwhatever organization it is, disappear almost completely.

Cette thèse s’intéresse au cas d’un port maritime dans lequel des terminaux à conteneurs coopèrent afin de fournir un meilleur service global. Pour coordonner les opérations entre les terminaux, un modèle et plusieurs méthodes de résolution sont proposés. L’objectif est de minimiser les temps de rotation des navires aux longs cours, des navires caboteurs, des barges fluviales et des trains. Une solution au modèle fournit une affectation des véhicules de transport de conteneurs aux terminaux, ce qui inclue les camions, ainsi qu’une allocation de ressources et des intervalles temporels pour leurs prises en charge et pour celles de leurs conteneurs. Pour obtenir des solutions au modèle, une formulation du problème comme un programme linéaire en variables mixtes est proposée, ainsi que plusieurs heuristiques basées sur la programmation mathématique. Une méthode de planification en horizon glissant est introduite pour la gestion dynamique avec prise en compte des incertitudes. Des expériences numériques sont conduites avec des milliers d’instances réalistes variées, dont les résultats indiquent la viabilité de notre approche. Des résultats démontrent qu’autoriser la coopération entre terminaux augmente significativement la performance du système. / This thesis deals with the case of a maritime port in which container terminals are cooperating to provide better global service. In order to coordinate operations between the terminals, a model and several solving methods are proposed. The objective is to minimize turnaround times of mother and feeder vessels, barges and trains. A solution to the model provides an assignment of container-transport vehicles to the terminals, including trucks, as well as an allocation of resources and time intervals to handle them and their containers. To obtain solutions to the model, a mixed-integer programming formulation is provided, as well as several mathematical programming based heuristics. A rolling horizon framework is introduced for dynamic management under uncertainty. Numerical experiments are conducted on thousands of various realistic instances. Results indicate the viability of our approach and demonstrate that allowing cooperation between terminals significantly increases the performance of the system.

Dans cette thèse, nous étudions deux problèmes de planification de production motivés par des applications du monde réel. Tout d'abord, un problème de planification de production pour un projet de fabrication de vêtements est étudié et un outil d'optimisation est développé pour le résoudre. Deuxièmement, une version restreinte du problème de dimensionnement du lot de capacité avec des configurations dépendantes de la séquence est explorée. Diverses formulations mathématiques sont développées et une analyse de complexité est effectuée pour donner une première analyse du problème. / In this thesis, we study two production planning problems motivated by challenging real-world applications. First, a production planning problem for an apparel manufacturing project is studied and an optimization tool is developed to tackle it. Second, a restricted version of the capacitated lot sizing problem with sequence dependent setups is explored. Various mathematical formulations are developed and complexity analysis is performed to offer a first glance to the problem.

Ce travail de thèse de doctorat est dédié à l'étude d'un problème de placement de tâches dans le domaine de la compilation d'applications pour des architectures massivement parallèles. Ce problème vient en réponse à certains besoins industriels tels que l'économie d'énergie, la demande de performances pour les applications de type flots de données synchrones. Ce problème de placement doit être résolu dans le respect de trois critères: les algorithmes doivent être capable de traiter des applications de tailles variables, ils doivent répondre aux contraintes de capacités des processeurs et prendre en compte la topologie des architectures cibles. Dans cette thèse, les tâches sont organisées en réseaux de communication, modélisés sous forme de graphes. Pour évaluer la qualité des solutions produites par les algorithmes, les placements obtenus sont comparés avec un placement aléatoire. Cette comparaison sert de métrique d'évaluation des placements des différentes méthodes proposées. Afin de résoudre à ce problème, deux algorithmes de placement de réseaux de tâches de grande taille sur des architectures clusterisées de processeurs de type many-coeurs ont été développés. Ils s'appliquent dans des cas où les poids des tâches et des arêtes sont unitaires. Le premier algorithme, nommé Task-wise Placement, place les tâches une par une en se servant d'une notion d'affinité entre les tâches. Le second, intitulé Subgraph-wise Placement, rassemble les tâches en groupes puis place les groupes de tâches sur les processeurs en se servant d'une relation d'affinité entre les groupes et les tâches déjà affectées. Ces algorithmes ont été testés sur des graphes, représentants des applications, possédant des topologies de types grilles ou de réseaux de portes logiques. Les résultats des placements sont comparés avec un algorithme de placement, présent dans la littérature qui place des graphes de tailles modérée et ce à l'aide de la métrique définie précédemment. Les cas d'application des algorithmes de placement sont ensuite orientés vers des graphes dans lesquels les poids des tâches et des arêtes sont variables similairement aux valeurs qu'on peut retrouver dans des cas industriels. Une heuristique de construction progressive basée sur la théorie des jeux a été développée. Cet algorithme, nommé Regret Based Approach, place les tâches une par une. Le coût de placement de chaque tâche en fonction des autres tâches déjà placées est calculée. La phase de sélection de la tâche se base sur une notion de regret présente dans la théorie des jeux. La tâche qu'on regrettera le plus de ne pas avoir placée est déterminée et placée en priorité. Afin de vérifier la robustesse de l'algorithme, différents types de graphes de tâches (grilles, logic gate networks, series-parallèles, aléatoires, matrices creuses) de tailles variables ont été générés. Les poids des tâches et des arêtes ont été générés aléatoirement en utilisant une loi bimodale paramétrée de manière à obtenir des valeurs similaires à celles des applications industrielles. Les résultats de l'algorithme ont également été comparés avec l'algorithme Task-Wise Placement, qui a été spécialement adapté pour les valeurs non unitaires. Les résultats sont également évalués en utilisant la métrique de placement aléatoire. / This Ph.D thesis is devoted to the study of the mapping problem related to massively parallel embedded architectures. This problem arises from industrial needs like energy savings, performance demands for synchronous dataflow applications. This problem has to be solved considering three criteria: heuristics should be able to deal with applications with various sizes, they must meet the constraints of capacities of processors and they have to take into account the target architecture topologies. In this thesis, tasks are organized in communication networks, modeled as graphs. In order to determine a way of evaluating the efficiency of the developed heuristics, mappings, obtained by the heuristics, are compared to a random mapping. This comparison is used as an evaluation metric throughout this thesis. The existence of this metric is motivated by the fact that no comparative heuristics can be found in the literature at the time of writing of this thesis. In order to address this problem, two heuristics are proposed. They are able to solve a dataflow process network mapping problem, where a network of communicating tasks is placed into a set of processors with limited resource capacities, while minimizing the overall communication bandwidth between processors. They are applied on task graphs where weights of tasks and edges are unitary set. The first heuristic, denoted as Task-wise Placement, places tasks one after another using a notion of task affinities. The second algorithm, named Subgraph-wise Placement, gathers tasks in small groups then place the different groups on processors using a notion of affinities between groups and processors. These algorithms are tested on tasks graphs with grid or logic gates network topologies. Obtained results are then compared to an algorithm present in the literature. This algorithm maps task graphs with moderated size on massively parallel architectures. In addition, the random based mapping metric is used in order to evaluate results of both heuristics. Then, in a will to address problems that can be found in industrial cases, application cases are widen to tasks graphs with tasks and edges weights values similar to those that can be found in the industry. A progressive construction heuristic named Regret Based Approach, based on game theory, is proposed. This heuristic maps tasks one after another. The costs of mapping tasks according to already mapped tasks are computed. The process of task selection is based on a notion of regret, present in game theory. The task with the highest value of regret for not placing it, is pointed out and is placed in priority. In order to check the strength of the algorithm, many types of task graphs (grids, logic gates networks, series-parallel, random, sparse matrices) with various size are generated. Tasks and edges weights are randomly chosen using a bimodal law parameterized in order to have similar values than industrial applications. Obtained results are compared to the Task Wise placement, especially adapted for non-unitary values. Moreover, results are evaluated using the metric defined above.