Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Du fait de la congestion des bandes de fréquences conventionnelles (bandes S, C, Ku) et de la nécessité d'acheminer des débits de plus en plus importants, l'évolution des télécommunications par satellite fournissant des services multimédia à très haut débit se traduit actuellement par une montée en fréquence (bande Ka, 20-30 GHz, pour les liaisons utilisateurs, et bande Q/V, 40-50 GHz, pour les liens avec les stations d'ancrage) pour atteindre une capacité globale de l'ordre du Tb/s. Cependant, cette montée en fréquence rend les futurs systèmes de télécommunications extrêmement vulnérables aux atténuations troposphériques, notamment aux précipitations qui constituent le principal contributeur à l'affaiblissement troposphérique total. Dans ce contexte, la seule utilisation des techniques de codages et de modulation adaptatives, même combinée avec de la gestion de puissance, ne suffit plus. Afin d'exploiter la décorrélation en distance des champs de précipitations, l'utilisation de stations terrestres en diversité de site est étudiée par les opérateurs afin de maintenir un bilan de liaison favorable, en jouant sur une certaine redondance des stations sols pour rediriger les signaux selon les conditions météorologiques locales. Si plusieurs modèles permettant de dimensionner de tels systèmes existent déjà, leur paramétrage n'a pu s'appuyer pour le moment que sur un nombre limité de bases de données expérimentales, à la fois en terme de durée d'acquisition et de climats représentés : les données ne sont bien souvent recueillies que dans des zones climatiques tempérées (Europe et Amérique du Nord) et ne représentent qu'un faible nombre d'années de mesures (une année dans la majorité des cas). Dès lors, le paramétrage, ainsi que la validation, de ces modèles est compromise. Cette thèse propose la définition d'un nouveau modèle, le modèle WRF-EMM, permettant de générer des statistiques de propagation sur une zone géographique de 100 x 100 km2 en couplant le modèle de prévisions météorologiques à haute résolution WRF (Weather Research and Forecasting) à un module électromagnétique EMM (ElectroMagnetic Module) optimisé pour l'occasion. Aux latitudes moyennes, les sorties de ce simulateur sont utilisées pour alimenter les modèles actuels de dimensionnement des systèmes de télécommunications par satellite en diversité de site. Les résultats obtenus sont suffisamment proches des résultats expérimentaux pour envisager d'utiliser le modèle WRF-EMM pour compléter de façon artificielle les bases de données expérimentales existantes et finalement paramétrer les modèles de propagation en respectant les spécificités climatologiques et orographiques locales. En parallèle au développement du modèle WRF-EMM, cette thèse propose également la mise en place d'une nouvelle métrique de test permettant d'intégrer les variabilités interannuelles dans le processus de validation des modèles, ce qui n'était pas le cas jusqu'à maintenant. / Due to the congestion of standard frequency bands (S, C, Ku bands) and the need to offer higher data rates for multimedia services, space communication systems require to be operated at carrier frequencies higher than 20 GHz: Ka-band (20-30 GHz) for user links or Q/V band (40-50 GHz) for feeder links, to reach the Tb/s capacity. However, these frequency bands are submitted to increase tropospheric impairments, in particular rain attenuation which is its major contributor. In this context, the only use of standard fade mitigation techniques (up-link power control and/or adaptive coding and modulation) is not enough to counteract these propagation impairments and the use of gateways in site diversity configurations allows satisfying link budget to be maintained, relying on redundant gateways to reroute data traffic depending on local meteorological conditions. If several models suited to design such systems already exist, their parameterization is based on a limited number of sub-representative experimental data, both in terms of duration and climatic regions: experimental propagation data in a site diversity context have been often measured in temperate regions (Europe and North America) and represent few years of data (only one year in the majority of the cases). As a consequence, the parameterization, and so the validation, of such models is compromised. This PhD thesis proposes the definition of a new model, the WRF-EMM model, allowing rain attenuation time series and statistics to be generated over a grid of 100 x 100 km2, coupling the high resolution weather prediction model WRF (Weather Research and Forecasting) with the EMM (ElectroMagnetic Module), especially optimized during this thesis. Outputs of this simulator can feed site diversity models in order to design future satellite communications systems. At mid-latitudes, the results are promising and the use of the WRF-EMM model to generate site diversity synthetic datasets and to parameterize site diversity models wherever in the world should now be envisaged as an alternative to experimental data. In parallel with the development of the WRF-EMM model, this thesis also proposes the introduction of a new testing metric allowing to integrate the inter- annual variabilities during the validation process of statistical models, which has not been the case until now.

La maîtrise de la qualité est aujourd’hui indispensable pour satisfaire les exigences des clients. Bien qu’il existe différentes méthodes et outils spécialement développés pour manager la qualité des systèmes ou des processus au sein des entreprises, il est difficile d’établir le lien entre la maîtrise des nombreux processus d’une entreprise et la qualité produit pour un système en service. Dans ce contexte, une thèse CIFRE a été menée au sein de MBDA, entreprise qui conçoit, développe et produit des systèmes d’armes. La problématique de cette thèse est de développer une méthodologie permettant de produire une définition de la qualité produit d’un système complexe qui soit valable tout au long de son cycle de vie, et permettant la construction de modèles de prévision de la qualité produit en utilisation lors du développement et de la production. Notre contribution consiste en une méthodologie en deux phases. La première phase permet d’établir une définition de la qualité produit des systèmes complexes du point de vue du client adaptée au contexte industriel en définissant plusieurs facteurs qualité produit qui soit valable pour toutes les phases du cycle de vie des systèmes. La deuxième phase permet de construire des modèles de prévision de la qualité produit qui permettent d’obtenir une évaluation de la qualité tout au long du cycle de vie des systèmes et d’établir une prévision de ce que sera la qualité en utilisation. Les deux phases de la méthodologie reposent sur l’exploitation d’avis d’experts afin de permettre son utilisation sans disposer d’une quantité importante de données. Les modèles construits ont été testés pour des systèmes développés par MBDA. / Today, quality control is essential to satisfy customer requirements. Although there are different methods and tools specially developed to manage the quality of systems or processes within companies, it is difficult to establish the link between management of a company's many processes and product quality for a system in service. In this context, a CIFRE thesis was conducted within MBDA, a company that designs, develops and produces weapons systems. The problem of this thesis is to develop a methodology allowing to produce a definition of the product quality of a complex system which is valid throughout its life cycle, and allowing the construction of models to predict the product quality in use during development and production. Our contribution consists of a two-phase methodology. The first phase makes it possible to establish a definition of the product quality of complex systems from the customer's point of view adapted to the industrial context by defining several product quality factors that are relevant for all phases of the systems life cycle. The second phase builds product quality prediction models that provide a life-cycle quality assessment of the systems and a forecast of what the quality will be in use. Both phases of the methodology rely on the use of experts' judgement to enable its use without a significant amount of data. The models built have been tested for systems developed by MBDA.

Le travail que nous présentons dans cette thèse porte sur le problème d'affectation dans une place de marché de prospects Internet. Plus précisément, ce travail a pour ambition de répondre à la problématique de l'adéquation de l'offre et de la demande, dans un contexte caractérisé par des flux continus faisant évoluer en temps réel l'ensemble des offres disponibles et les demandes à satisfaire. Pour ce faire, nous proposons dans un premier temps un modèle mono-période qui optimise le problème d'affectation à un instant donné et en considérant une seule période de temps, tout en permettant la prise en compte instantanée des nouvelles offres et demandes et leur adéquation en temps réel. Ce modèle permet d'optimiser deux objectifs à savoir: la maximisation du chiffre d'affaires et la satisfaction des clients.Par la suite nous proposons d'étendre ce modèle sur plusieurs périodes de temps futures afin de prendre en compte l'aspect temps réel de l'activité de la place de marché et donc le fait que des flux continus font évoluer en temps réel l'ensemble des offres et des demandes. L'objectif étant de tirer profit de la connaissance concernant cette évolution, par le biais de l'intégration d'un modèle de prévision dans un modèle d'optimisation multi-période.Ainsi, nous proposons un modèle d'optimisation multi-période permettant d'envisager à un instant donné des affectations sur plusieurs périodes de temps futures afin de réaliser les meilleures affectations possibles. Aussi, nous proposons un modèle de prévision des nouveaux flux tout en considérant les caractéristiques du modèle d'optimisation multi-période.Construire un modèle de prévision nécessite de définir les données à prévoir avant d'envisager toute méthode de prévision. En d'autres termes, nous devons choisir les paramètres du modèle de prévision, à savoir: les données historiques appropriées, le pas de temps de la prévision ainsi que l'horizon de la prévision. Le défi consiste donc à définir les paramètres du modèle de prévision qui conviendront au fonctionnement du modèle de l'optimisation multi-période.Par ailleurs, une des caractéristiques de la place de marché est la temporalité de son système. Ainsi, nous proposons un algorithme assurant l'aspect temps réel et donc le fait que les affectations s'effectuent toutes les minutes. L'algorithme que nous proposons fonctionne de manière continue à longueur de journée en optimisant à chaque instant l'adéquation offre/demande de prospects Internet tout en considérant instantanément les flux continus de prospects Internet ainsi que la mise à jour régulière de la demande Enfin, pour mettre en évidence l'efficacité et les bénéfices que la place de marché peut en tirer par l'utilisation des modèles et de l'algorithme proposés, nous avons mené des tests et différentes expérimentations sur des données réelles. Ces tests nous ont permis de valider nos travaux et d'évaluer la qualité des résultats obtenus.L'objectif de ce travail est double, d'une part, donner un cadre solide et formel pour répondre à la problématique de la place de marché de prospects Internet. D'autre part, le cadre proposé devrait être aussi générique que possible afin de résoudre tout autre problème analogue à celui de la place de marché de prospects Internet. / The work that we present in this thesis focuses on the assignment problem in a marketplace of Internet prospects. More precisely, this work aims to address the problem of matching offers and demands in a context characterized by a continuous flows. These latter evolve inreal time the set of available offers and demands to satisfy. To do this, we propose initially a mono-period model which optimizes the assignment problem at a given instant and taking into account asingle period of time while allowing the instantaneous consideration of new offers and demands and their adequacy in real time. This model considers two objectives to optimize, namely: maximization of turnover as well as clients satisfaction.Thereafter, we propose to extend this model over several future time periods in order to take into account the real time aspect of the marketplace activity and so the fact that a continuous flows evolve in real time the set of offers en demands. The objective is to take advantage of knowledge about this evolution, through the integration of a forecasting model in a multi-period optimization model. Thus,we propose a multi-period optimization model for considering at agiven instant assignments over several future time periods. Also, we propose a forecasting model for new flows while considering the characteristics of the multi-period optimization model.Building a forecasting model requires defining the data before considering any forecasting method. In other words, we have to choose the parameters of the forecasting model, namely the appropriate historical data, the forecasting time step and the forecasting horizon. The challenge is to define the parameters of the forecasting model which agree with the functioning the multi-period optimization model.Furthermore, a feature of the marketplace is the temporality of its system. Thus, we propose an algorithm ensuring real-time aspect and so the fact that assignments are made every minute. The proposed algorithm works continuously all day long while optimizing every instant the offer/demand adequacy of Internet prospects and instantly considering the continuous flux of Internet prospects as well as the regular updating demand. Finally, in order to show the efficiency and the benefits that the marketplace can reap by the use of the proposed models, we conducted tests and various experiments on real data. These tests have allowed us to validate the proposed models and evaluate the quality of the results.The aim is twofold, giving a strong and formal framework to address the issue of the marketplace of Internet prospects but also proposing a generic framework to solve any problem similar to that of the marketplace of Internet prospects.

Depuis quelques années, de nombreuses études portent sur la «Surveillance de Santé des Structures». La plupart de ces études concernent la mesure des endommagements. Si ces mesures permettent de connaître l'état de la structure, elles ne permettent pas de savoir si les endommagements mesurés sont acceptables ou s'ils nécessitent une intervention. Il est donc nécessaire de pouvoir prédire l'évolution des endommagements pour réaliser un véritable système de surveillance. D'autre part, la modélisation seule n'est également pas suffisante. En effet, dans le cas des chargements de service, statique ou de fatigue, les incertitudes sur les conditions aux limites et les imperfections du modèle ne sont pas négligeables. Il est donc nécessaire de recaler les modèles par des mesures. Dans le cadre de ce travail, nous proposons de réaliser un système de surveillance complet pour les stratifiés constitués de plis tissés associant la mesure de l'endommagement diffus (micro-décohésions entre fibres et matrice) et la prévision de son évolution. Nous proposons également de détecter les zones délaminées et les fissures complètes de stratifié. La mesure de l'impédance d'un transducteur piézoélectrique est utilisée pour caractériser un délaminage. Pour cela un modèle électromécanique, basé sur la théorie des stratifiés, est développé pour des structures poutres présentant un délaminage. Ce modèle est validé par des résultats expérimentaux et il est ensuite utilisé pour caractériser le délaminage par calcul inverse. La mesure d'impédance est également utilisée pour déterminer un niveau d'endommagement diffus. En particulier, l'influence de ce type d'endommagement sur les fréquences de résonance et l'amortissement est étudiée. Une méthode ultrasonore basée sur la propagation d'ondes de Lamb est employée pour détecter les macro-endommagements (fissure complète de stratifié et délaminage). Une confrontation entre des simulations éléments finis et des résultats expérimentaux nous ont permis de mieux comprendre les phénomènes d'interaction entre les ondes et le défaut.