De nos jours, atteindre un niveau élevé de satisfaction des employés à l’intérieur d’horaires efficients est une tâche importante et ardue à laquelle les compagnies font face. Dans ce travail, nous abordons une nouvelle variante du problème de création d’horaire de personnel face à une demande inconnue, en tenant compte de la satisfaction des employés via l’incertitude endogène qui découle de la combinaison des préférences des employés envers les horaires, et de ceux qu’ils reçoivent. Nous abordons ce problème dans le contexte de la création d’horaire d’employés remplaçants, un problème opérationnel de l’industrie du transport en commun qui n’a pas encore été étudié, bien qu’assez présent dans les compagnies nord-américaines. Pour faire face aux défis qu’amènent les deux sources d’incertitude, les absences des employés réguliers et des employés remplaçants, nous modélisons ce problème en un programme stochastique en nombres entiers à deux étapes avec recours mixte en nombres entiers. Les décisions de première étape consistent à trouver les journées de congé des employés remplaçants. Une fois que les absences inconnues des employés réguliers sont révélées, les décisions de deuxième étape consistent à planifier les tâches des employés remplaçants. Nous incorporons les préférences des employés remplaçants envers les journées de congé dans notre modèle pour observer à quel point la satisfaction de ces employés peut affecter leurs propres taux d’absence. Nous validons notre approche sur un an de données de la ville de Los Angeles. Notre travail est présentement en cours d’implémentation chez un fournisseur mondial de solutions logicielles pour les opérations de transport en commun. / Nowadays, reaching a high level of employee satisfaction in efficient schedules is an important and difficult task faced by companies. In this work, we tackle a new variant of the personnel scheduling problem under unknown demand by considering employee satisfaction via endogenous uncertainty depending on the combination of their preferred and received schedules. We address this problem in the context of reserve staff scheduling, an operational problem from the transit industry that has not yet been studied, although rather present in North American transit companies. To handle the challenges brought by the two uncertainty sources, regular employee and reserve employee absences, we formulate this problem as a two-stage stochastic integer program with mixed-integer recourse. The first-stage decisions consist in finding the days off of the reserve employees. After the unknown regular employee absences are revealed, the second-stage decisions are to schedule the reserve staff duties. We incorporate reserve employees’ preferences for days off into the model to examine how employee satisfaction may affect their own absence rates. We validate our approach on one year of data from the city of Los Angeles. Our work is currently being implemented in a world-leader software solutions provider for public transit operations.

Le besoin grandissant pour une planification urbaine plus durable et pour des interventions publiques visant à l'amélioration du bien-être collectif, ont grandement contribué à un engouement pour les espaces verts. Les parcs sont reconnus pour leur impact positif en zone urbaine dense, et nous sommes intéressés par l'application des concepts théoriques du domaine de la recherche opérationnelle pour assister les décideurs publics afin d'améliorer l'accessibilité, la distribution et la conception des parcs. Étant donné le contexte, nous sommes particulièrement motivés par le concept d'équité, et étudions le comportement des usagers des parcs à l'aide d'un modèle d'interaction spatiale, tel qu'appliqué dans les problèmes d'emplacement d'installations dans un marché compétitif. Dans cette recherche, nous présentons un modèle d'emplacement d'installations à deux étapes pouvant être adapté pour assister les décideurs publics à l'échelle de la ville. Nous étudions spécifiquement l'application aux espaces verts urbains, mais soulignons que des extensions du modèle peuvent permettre d'aborder d'autres problèmes d'emplacements d'installations sujets à des enjeux d'équité. La première étape de notre problème d'optimisation a pour but d'évaluer l'allocation la plus équitable du budget de la ville aux arrondissements, basé sur une somme du budget pondérée par des facteurs d'équité. Dans la deuxième étape du modèle, nous cherchons l'emplacement et la conception optimale des parcs, et l'objectif consiste à maximiser la probabilité totale que les individus visitent les parcs. Étant donné la non-linéarité de la fonction objective, nous appliquons une méthode de linéarisation et obtenons un modèle de programmation linéaire mixte en nombres entiers, pouvant être résolu avec des solveurs standards. Nous introduisons aussi une méthode de regroupement pour réduire la taille du problème, et ainsi trouver des solutions quasi optimales dans un délai raisonnable. Le modèle est testé à l'aide de l'étude de cas de la ville de Montréal, Canada, et nous présentons une analyse comparative des résultats afin de justifier la performance de notre modèle. / The recent promotion of sustainable urban planning combined with a growing need for public interventions to improve well-being and health in dense urban areas have led to an increased collective interest for green spaces. Parks have proven a wide range of benefits in urban areas, and we are interested in the application of theoretical concepts from the field of Operations Research to assist decision-makers to improve parks' accessibility, distribution and design. Given the context of public decision-making, we are particularly concerned with the concept of fairness, and are focused on an advanced assessment of users' behavior using a spatial interaction model (SIM) as in competitive facility locations' frameworks. In this research, we present a two-stage fair facility location and design (2SFFLD) model, which serves as a template model to assist public decision-makers at the city-level for the urban green spaces (UGSs) planning. We study the application of the 2SFFLD model to UGSs, but emphasize the potential extension to other applications to location problems concerned with fairness and equity. The first-stage of the optimization problem is about the optimal budget allocation based on a total fair-weighted budget formula. The second-stage seeks the optimal location and design of parks, and the objective consists of maximizing the total expected probability of individuals visiting parks. Given the non-linearity of the objective function, we apply a ``Method-based Linearization'' and obtain a mixed-integer linear program that can be solved with standard solvers. We further introduce a clustering method to reduce the size of the problem and determine a close to optimal solution within reasonable time constraints. The model is tested using the case study of the city of Montreal, Canada, and comparative results are discussed in detail to justify the performance of the model.

Plusieurs pays possèdent des programmes de don croisé de rein (PDCR). Le but de ces programmes est d’aider les patients ayant un donneur incompatible à obtenir une greffe, en échangeant les donneurs incompatibles entre les patients. Pour pouvoir obtenir des bassins de paires incompatibles de plus grande taille, il est possible d’élargir les PDCR pour y inclure plusieurs pays ou hôpitaux. Par contre, on doit s’attendre à ce que ces derniers agissent de façon stratégique pour maximiser le nombre de leurs patients obtenant une greffe. Avec ce cadre, on peut définir le problème de don croisé de rein à plusieurs agents. Dans ce mémoire, nous modélisons ce problème comme un jeu coopératif à utilité non- transférable et nous présentons le noyau faible comme solution à ce jeu. Nous étudions empiriquement notre solution sur des exemples basés sur des données réelles et montrons qu’elle est atteignable en pratique. Nous comparons aussi le noyau faible à une autre solution présente dans la littérature: les couplages résistants aux rejets. / In various countries, kidney paired donation programs (KPDs) are implemented. These programs aim to help patients with an incompatible donor to obtain a transplant by swapping the donors between the patients. In order to increase the size of the pool of incompatible patient-donor pairs and potentially enhance patient benefits, KPDs can be extended to include multiple countries or hospitals. However, unlike existing nationwide KPDs, strategic behaviour from these entities (agents) is to be expected. This gives rise to the multi-agent kidney exchange problem. In this work, we model for the first time this problem as a non-transferable utility game. We also propose and argue in favour of the use of the weak core as a solution concept for the game. Using integer programming tools, we empirically study our solution concept on instances from the literature, which are derived from real-world data, and show that it is attainable in practice. We also compare the weak core to another recently presented solution concept from the literature, the rejection-proof matching.

Le problème de tarification combinatoire (CPP) ou le jeu de tarification de Stackelberg est une classe de problèmes d’optimisation bi-niveaux comprenant deux décideurs dans un ordre séquentiel. Le premier décideur, le leader, maximise ses revenus en contrôlant les prix d’un ensemble de ressources. Le deuxième décideur, le suiveur, réagit aux prix et sélectionne un sous-ensemble de ressources selon un problème d’optimisation combinatoire. Selon le problème du suiveur, le CPP peut être très difficile à résoudre. Cette thèse présente trois articles couvrant plusieurs méthodes de solution exacte pour le CPP. Le premier article aborde la modélisation et le prétraitement pour une spécialisation du CPP : le problème de tarification du réseau (NPP), dans lequel le problème du suiveur est un problème du plus court chemin. Les formulations du NPP sont organisées dans un cadre général qui établit les liens entre elles. Le deuxième article se concentre sur la version à plusieurs marchandises du NPP. À partir des résultats de l’analyse convexe, nous dérivons une nouvelle formulation du NPP et prouvons que le NPP évolue de manière polynomiale par rapport au nombre de marchandises, étant donné que le nombre d’arcs à péage est fixe. Le troisième article nous ramène au CPP général, dans lequel les problèmes du suiveur sont NP-difficiles. En utilisant deux modèles de programmation dynamique différents, les problèmes du suiveur sont convertis en programmes linéaires, auxquels la dualité forte peut être appliquée. En raison de la nature NP-difficile de ces problèmes, des schémas de génération dynamique de contraintes sont proposés. Les méthodes de solution décrites dans chaque article sont étayées par des résultats expérimentaux, montrant leur efficacité en pratique. Cette thèse approfondit notre compréhension de la structure du CPP et introduit des méthodologies innovantes pour y faire face, contribuant ainsi à de nouvelles perspectives pour aborder les problèmes de tarification et bi-niveau en général. / The combinatorial pricing problem (CPP) or Stackelberg pricing game is a class of bilevel optimization problems that consist of two decision makers in sequential order. The first decision maker, the leader, maximizes their revenue by controlling the prices of a set of resources. The second decision maker, the follower, reacts to the prices and selects a subset of resources according to a combinatorial optimization problem. Depending on the follower’s problem, the CPP can be very challenging to solve. This thesis presents three articles covering several exact solution methods for the CPP. The first article addresses the modeling and preprocessing for a specialization of the CPP: the network pricing problem (NPP), in which the follower’s problem is a shortest path problem. The formulations of the NPP are organized in a general framework which establishes the links between them. The second article focuses on the multi-commodity version of the NPP. From the results in convex analysis, we derive a novel formulation of the NPP and with it, we prove that the NPP scales polynomially with respect to the number of commodities, given that the number of tolled arcs is fixed. The third article leads us back to the general CPP, in which the follower’s problems are NP-hard. By utilizing two different dynamic programming models, the follower’s problems are converted into linear programs, to which strong duality can be applied. Due to the NP-hard nature of these problems, dynamic constraint generation schemes are proposed. The solution methods described in each article are backed up with experimental results, showing that they are effective in practice. This thesis deepens our comprehension of the CPP structure and introduces innovative methodologies for addressing it, thereby contributing new perspectives to tackle pricing and bilevel problems in general.

Les travaux de ce mémoire traitent du problème d’ordonnancement et d’optimisation de la production dans un environnement de plusieurs machines en présence de contraintes sur les ressources matérielles dans une usine d’extrusion plastique. La minimisation de la somme pondérée des retards est le critère économique autour duquel s’articule cette étude car il représente un critère très important pour le respect des délais. Dans ce mémoire, nous proposons une approche exacte via une formulation mathématique capable des donner des solutions optimales et une approche heuristique qui repose sur deux méthodes de construction de solution sérielle et parallèle et un ensemble de méthodes de recherche dans le voisinage (recuit-simulé, recherche avec tabous, GRASP et algorithme génétique) avec cinq variantes de voisinages. Pour être en totale conformité avec la réalité de l’industrie du plastique, nous avons pris en considération certaines caractéristiques très fréquentes telles que les temps de changement d’outils sur les machines lorsqu’un ordre de fabrication succède à un autre sur une machine donnée. La disponibilité des extrudeuses et des matrices d’extrusion représente le goulot d’étranglement dans ce problème d’ordonnancement. Des séries d’expérimentations basées sur des problèmes tests ont été effectuées pour évaluer la qualité de la solution obtenue avec les différents algorithmes proposés. L’analyse des résultats a démontré que les méthodes de construction de solution ne sont pas suffisantes pour assurer de bons résultats et que les méthodes de recherche dans le voisinage donnent des solutions de très bonne qualité. Le choix du voisinage est important pour raffiner la qualité de la solution obtenue. Mots-clés : ordonnancement, optimisation, extrusion, formulation mathématique, heuristique, recuit-simulé, recherche avec tabous, GRASP, algorithme génétique / The thesis deals with the optimization of the production on a number of machines subject to limited availability of the resources in an extrusion facility. Because of its importance to meet deadlines, the objective is to minimize the sum of weighted tardiness. This work presents a linear formulation of the problem and a number of heuristic solution methods. The proposed heuristic solution methods can be divided into two main groups: construction methods and neighborhood search methods. Also solution construction methods are divided in two sub-groups: parallel construction heuristics and serial construction heuristics. Adaptations of the simulated annealing algorithm (SA), the genetic algorithm (GA), the Tabu search (TS) method and the Greedy randomized adaptive search procedure (GRASP) are developed. Five neighborhood structures are used within the four tested neighborhood search algorithms. In our problem, setup times are sequence dependent. Also, extruders and dies are the bottleneck piece of equipment in this industrial setting. Several problem instances were generated for the evaluation of heuristic scheduling algorithms. The experimental study shows that the construction heuristics are not sufficient to ensure good results, however the proposed neighborhood search methods perform very well. Also, the structure of neighborhoods plays an important role to guarantee better results. Keywords: scheduling, optimization, extrusion, mathematical formulation, heuristic, simulated-annealing, tabu-search, GRASP, genetic algorithm

Dans des régions avec beaucoup d'électricité renouvelable, comme le Québec, une augmentation du nombre de Véhicules Électriques (VE) peut réduire les gaz à effet de serre. Par contre, l'autonomie réduite des VE et la présence limitée d'infrastructure publique pour recharger les véhicules peuvent contribuer à un phénomène nommé anxiété de l'autonomie, où les usagers n'achètent pas des VE par peur qu'ils tombent en panne. On peut alors planifier l'emplacement de l'infrastructure publique de recharge de manière stratégique pour combattre cet effet, menant alors à un taux d'adoption plus élevé pour les VE. En utilisant des modèles de choix discret, nous incorporons des modèles économétriques de demande avancés capturant les préférences hétérogènes des usagers à l'intérieur de l'optimisation. En particulier, comme nous le démontrerons, ceci permet l'inclusion de nouveaux facteurs importants, tels qu'une disponibilité de la recharge à domicile et des effets de distance plus granulaire. Par contre, la méthodologie existante pour ce processus crée un modèle de programmation linéaire mixte en nombres entiers qui ne peut pas être résolue, même pour des instances de taille modeste. Nous développons alors une reformulation efficace en problème de couverture maximum qui, comme nous le démontrerons, permet une amélioration de plusieurs ordres de magnitude pour le temps de calcul. Bien que cette reformulation dans un problème de couverture maximum améliore grandement la capacité à résoudre le modèle, celui-ci demeure difficile à résoudre pour des problèmes de grandes tailles, nécessitant des heuristiques pour obtenir des solutions de haute qualité. Nous développons alors deux méthodes de décomposition de Benders spécialisées pour cette application. La première est une méthode de décomposition de Benders accélérée, qui se spécialise à réduire l'écart d'optimalité et à la résolution de problèmes de petite taille ou de taille modeste. La deuxième approche rajoute un branchement local à la méthode de décomposition de Benders accélérée, qui sacrifie de l'efficacité lors de la résolution de problèmes de plus petite taille pour une capacité augmentée afin d'obtenir des solutions réalisables de haute qualité. Finalement, nous présentons une méthode pour dériver des valeurs de paramètres autrement difficiles à obtenir pour le modèle de choix discrets dans le modèle d'optimisation. Ces paramètres dictent les effets de l'infrastructure publique de recharge sur l'adoption des VE. Pour ce processus, nous regardons les facteurs qui encouragent les usagers courants des VE à utiliser l'infrastructure existante. De manière plus précise, nous utilisons des données de recharge réelles de la ville de Montréal (Québec) pour estimer les impacts des caractéristiques des stations, tels que la distance des usagers, le nombre de bornes de recharge, et les installations à proximité. Différents types d'infrastructure sont considérés, de manière parallèle avec des modèles de choix discrets qui peuvent tenir compte de plusieurs observations pour chaque individu. Les contributions de cette thèse sont plus générales que simplement l'adoption de VE, étant applicable, par exemple, au problème de capture maximum, au problème de couverture maximum à multiples périodes, et à la prédiction de la station de recharge choisie par les conducteurs de VE. / In areas with large amounts of clean renewable electricity, such as Quebec, an increase to the number of electric vehicles (EVs) can reduce greenhouse gas emissions. However, the reduced range of EVs and the limited public charging infrastructure can contribute to a phenomenon known as range anxiety, where users do not purchase EVs out of concern they run out of charge while driving. We can strategically optimise the placement of public EV charging infrastructure to combat this effect, thus leading to increased EV adoption. By utilising discrete choice models, we incorporate advanced econometric demand models capturing heterogeneous user preferences within the optimisation framework. In particular, as we demonstrate, this allows for the inclusion of new, important attributes, such as a more granular home charging availability and a continuous degradation of quality based on the distance. However, existing methodologies for this optimisation framework result in a mixed-integer linear program which cannot be solved for even moderately sized instances. We thus develop an efficient reformulation into a maximum covering location problem which, as we show experimentally, allows for multiple orders of magnitude of improved solving time. While the reformulation into a maximum covering location problem greatly improves the solving capabilities for the model, it remains intractable for large-scale instances, relying on heuristics to obtain high-quality solutions. As such, we then develop two specialised Benders decomposition methods for this application. The first is an accelerated branch-and-Benders-cut method, which excels at solving small or medium-scale instances and at decreasing the optimality gap. The second approach incorporates a local branching scheme to the accelerated branch-and-Benders-cut method, which sacrifices some efficiency in solving smaller instances for an increased ability to obtain high-quality feasible solutions. Finally, we discuss a method for deriving difficult-to-obtain parameter values of the discrete choice model in the optimisation framework. These parameter values dictate the effects of the public charging infrastructure on EV adoption and, as such, play a crucial role in the optimisation model. For this process, we investigate the attributes that encourage current EV owners to utilise existing infrastructure. More specifically, we use real charging session data from the city of Montreal (Quebec) to determine the impacts of station characteristics such as the distance to the users, the number of outlets, and the nearby amenities. Different types of charging infrastructure are considered alongside discrete choice models which take into account multiple observations from individual users. The contributions of this thesis lie more broadly than simply EV adoption, being applicable to, e.g., the maximum capture problem, the multi-period maximum covering location problem, and the prediction of the charging station selected by EV drivers.

Le concept de Ville Intelligent concerne l’interconnectivité totale de plusieurs industries vers l’amélioration des modes de vie des résidents. Ceci est rendu possible par la croissance et l'utilisation généralisée de l'Internet des objets (IoT), un vaste réseau de dispositifs de collecte de données répartis dans de multiples applications. Cependant, la plupart des appareils IoT disposent de peu de ressources et s'appuient sur des serveurs externes pour traiter et stocker les données collectées. En raison de la congestion et de la distance élevées, les centres de données Nuage (Cloud) peuvent entraîner une latence élevée dans leur réponse IoT, ce qui peut être inacceptable dans certaines applications IoT. Au lieu de cela, l'informatique Brouillard (fog-computing) a été proposé comme une couche hétérogène hautement virtualisée de serveurs à la périphérie du réseau, ce qui permet un traitement des données IoT à faible latence. Les contributions actuelles au brouillard informatique supposent qu'une infrastructure de brouillard est déjà en place. De plus, chaque contribution nécessite des caractéristiques différentes sur l’infrastructure du brouillard. Cette thèse formule un schéma de conception et de dimensionnement évolutif et modifiable pour une infrastructure de brouillard généralisée. Ceci est modélisé et résolu sous la forme d'un programme linéaire à nombres entiers mixtes (MILP), et détendu à l'aide de plusieurs techniques telles que la génération de colonnes et la décomposition de Benders. De nombreuses préoccupations concernant les performances du réseau brouillard sont prises en compte et résolues, telles que le trafic IoT élevé, la congestion du réseau et les dysfonctionnements des nœuds brouillard. Les nœuds de brouillard dynamiques, tels que les nœuds de brouillard à la demande et les véhicules aériens sans pilote mobiles (UAV-brouillard) sont intégrés dans les modèles de conception et de dimensionnement actuels pour ajouter de la flexibilité et de la robustesse au réseau. Un système basé sur la blockchain et des preuves de connaissance nulle est introduit pour renforcer l'intégrité des nœuds de brouillard. Le résultat est un schéma de conception et de dimensionnement évolutif pour une infrastructure de brouillard robuste, flexible et fiable dans un environnement de brouillard-IoT dynamique et malveillant. / The concept of a Smart City relies on the full interconnectivity of several industries towards the amelioration of resident lifestyles. This is made possible by the growth and wide-spread use of the Internet of Things (IoT) -- a large network of data collection devices throughout multiple applications. However, most IoT devices have few resources, and rely on external servers to process and store the collected data. Due to high congestion and distance, Cloud data centres may cause high latency in their IoT response, which may be unacceptable in certain IoT applications. Instead, fog-computing has been proposed as a highly-virtualized heterogeneous layer of servers on the network edge, resulting in low-latency IoT data processing. Current contributions in fog-computing assume a fog infrastructure is already in-place. Furthermore, each contribution requires different characteristics on the fog infrastructure. This thesis formulates a scalable and modifiable design & dimensioning scheme for a generalized fog infrastructure. This is modeled and solved as a mixed-integer linear program (MILP), and relaxed using several techniques such as Column Generation and Benders Decomposition. Many concerns on the fog network performance are considered and addressed, such as high IoT traffic, network congestion, and fog node malfunctions. Dynamic fog nodes, such as on-demand fog nodes and mobile fog-enabled unmanned aerial vehicles (fog-UAVs) are integrated into current design & dimensioning models to add flexibility and robustness to the network. A system based on blockchain and zero-knowledge proofs is introduced to enforce integrity on the fog nodes. The result is a scalable design & dimensioning scheme for a robust, flexible, and reliable fog infrastructure in a dynamic and malicious IoT-fog environment.

Les années 1990 constituent un tournant décisif dans la gestion de la migration dans l'espace européen et ceci pour plusieurs facteurs. En effet, au moment où une régionalisation ou une communautarisation se mettait en place progressivement en Europe (Schengen 1985 et Convention d'application de 1990), des ressortissants de certains pays tiers tentaient de rejoindre le continent européen dans le but d'améliorer leurs conditions de travail et de vie, de trouver une protection internationale, de fuir les guerres, les conflits et des conditions climatiques peu propices au respect de leurs fondamentaux. Elles coïncident avec la réduction des possibilités de migrer également vers l'Europe, la fermeture et le contrôle des frontières extérieures de l'Union européenne (UE), l'organisation internationale qui regroupe 27 pays membres ayant pour mission de créer une communauté économique et politique et qui a mis en place une politique de lutte contre l'immigration irrégulière. La lutte européenne contre l'immigration vise principalement à stopper l'arrivée de migrants irréguliers et à renvoyer des étrangers irréguliers présents sur le sol européen vers des pays tiers. Désormais, l'accès à l'Europe forteresse devient presque impossible pour des ressortissants provenant de certaines régions notamment d'Afrique subsaharienne qui ont orienté leur choix vers l'immigration irrégulière. De pays d'émigration, le Sénégal et le Maroc deviennent aussi des pays de transit pour les candidats à l'émigration irrégulière vers l'Europe. Cet état de fait explique amplement les choix opérés par l'UE de renforcer sa coopération avec ces pays tiers en vue de mieux lutter contre l'immigration irrégulière. Il s'agit pour l'UE de transférer des obligations et des responsabilités aux pays d'origine ou de transit dans la gestion des flux migratoires et le contrôle des frontières extérieures de l'UE. C'est l'externalisation de la lutte européenne contre l'immigration irrégulière. Cette externalisation se réalise au travers de l'adoption d'accords internationaux qui peuvent mener à l'introduction de clause migratoire également dans des accords généraux conclus entre l'UE et les pays tiers, notamment dans l'accord de Cotonou, conclu entre l'UE et les pays ACP. En outre, l'adoption de déclarations politiques entre l'UE et les pays tiers afin de transférer à ces derniers la responsabilité de limiter les départs et d'accepter de réadmettre leurs ressortissants ou des étrangers ayant transité sur leur sol, qui sont présents irrégulièrement en Europe, est un instrument de mesure de l'externalisation. L'externalisation se réalise aussi dans les pays tiers qui criminalisent la sortie de leurs ressortissants et des étrangers y résidant légalement ou non, dans le but de se rendre en Europe. Par ailleurs, les cadres législatifs adoptés par les autorités marocaines et sénégalaises criminalisent l'immigration et l'émigration irrégulières et la migration clandestine. Le but de la recherche est de démontrer que l'externalisation de la lutte contre les migrations irrégulières de l'UE porte atteinte aux droits des migrants dans les pays d'origine ou de transit, et il paraît essentiel de définir un cadre conceptuel et une méthodologie. Pour ce faire, reposant sur une méthodologie positiviste suivant une approche critique (herméneutique), la recherche analyse les cadres juridiques de l'UE et de pays tiers (Sénégal et Maroc). Ainsi, l'examen de la jurisprudence des juridictions marocaines et sénégalaises relative au contentieux du droit des étrangers montre que les pays tiers contribuent clairement à la lutte européenne contre l'immigration irrégulière, à travers la poursuite et les sanctions appliquées aux ressortissants marocains, sénégalais et étrangers résidant également ou non dans ces pays, pour leur volonté présumée de partir vers le continent européen de façon irrégulière et lors de leur retour dans leur pays d'origine ou de transit. En outre, l'étude de ces deux pays démontre un autre aspect important dans cette externalisation : la difficulté d'établir les responsabilités des États comme de l'UE dans les différentes violations des droits de l'homme des migrants dans ce contexte d'externalisation. Nonobstant la complexité de définir les responsabilités des acteurs dans cette externalisation, la documentation de l'UE et de ses institutions, ainsi que le rôle des agences et particulièrement de Frontex, peuvent apporter un éclairage essentiel à nos interrogations sur la responsabilité des États et de l'UE dans les différentes violations des droits de l'homme constatées lors du renvoi des migrants et de leur blocage dans les pays tiers. Dès lors, il est pertinent d'étudier les positions des juridictions internationales afin d'établir cette responsabilité des États et de l'UE, mais les décisions rendues à ce jour ne permettent pas d'arriver à cette conclusion. Ce faisant, il est plus qu'indispensable de poser de nouvelles orientations si l'on souhaite mettre fin à cette externalisation et à ses conséquences néfastes sur les droits de l'homme des migrants irréguliers même dans les pays tiers, car l'adoption des deux pactes (pacte mondial sur la migration et pacte mondial sur les réfugiés) ne semblent pas apporter des solutions judiciaires et une meilleure protection des droits des migrants / The 1990s were a decisive turning point in the management of migration in the European area, for several factors. Indeed, at the time when regionalization or communitarization was gradually taking place in Europe (Schengen 1985 and 1990 Implementation Convention), nationals of certain third countries were trying to join the European continent in order to improve their conditions of work and life, of finding international protection, of fleeing wars, conflicts and unfavorable climatic conditions for the respect of their fundamentals. They coincide with the reduction in the possibilities of migrating also to Europe, the closure and control of the external borders of the European Union (EU), the international organization which brings together 27 member countries whose mission is to create an economic and policy and which has implemented a policy to combat irregular immigration. The main objective of the European fight against immigration is to stop the arrival of irregular migrants and to return irregular foreigners present on European soil to third countries. From now on, access to fortress Europe is becoming almost impossible for nationals coming from certain regions, notably from sub-Saharan Africa, who have turned their choice towards irregular immigration. From emigration countries, Senegal and Morocco also become transit countries for applicants for irregular emigration to Europe. This fact amply explains the choices made by the EU to reinforce its cooperation with these third countries with a view to better combating illegal immigration. It is a question for the EU of transferring obligations and responsibilities to the countries of origin or transit in the management of migratory flows and the control of the external borders of the EU. It is the outsourcing of the European fight against irregular immigration. This outsourcing is achieved through the adoption of international agreements which can lead to the introduction of a migration clause also in general agreements concluded between the EU and third countries, in particular in the Cotonou Agreement, concluded between the EU and ACP countries. In addition, the adoption of political declarations between the EU and third countries in order to transfer to the latter the responsibility for limiting departures and agreeing to readmit their nationals or foreigners having transited on their soil, who are present irregularly in Europe, is an instrument for measuring outsourcing. Outsourcing is also carried out in third countries which criminalize the exit of their nationals and foreigners legally or illegally resident there, with the aim of traveling to Europe. In addition, the legislative frameworks adopted by the Moroccan and Senegalese authorities criminalize irregular immigration and emigration and illegal migration The aim of the research is to demonstrate that the outsourcing of the fight against irregular migration from the EU infringes the rights of migrants in the countries of origin or transit, and it seems essential to define a conceptual framework and a methodology. To do this, based on a positivist methodology following a critical (hermeneutical) approach, the research analyzes the legal frameworks of the EU and third countries (Senegal and Morocco). Thus, the examination of the jurisprudence of the Moroccan and Senegalese jurisdictions relating to the litigation of the right of the foreigners shows that the third countries clearly contribute to the European fight against the irregular immigration, through the prosecution and the sanctions applied to the Moroccan nationals, Senegalese and foreigners residing or not also in these countries, for their presumed will to leave towards the European continent in an irregular way and at the time of their return in their country of origin or transit. In addition, the study of these two countries demonstrates another important aspect in this outsourcing: the difficulty of establishing the responsibilities of States and of the EU in the various violations of the human rights of migrants in this context of outsourcing. Notwithstanding the complexity of defining the responsibilities of the actors in this outsourcing, the documentation of the EU and its institutions, as well as the role of the agencies and particularly of Frontex, can shed essential light on our questions about the responsibility of States and the EU in the various human rights violations observed during the return of migrants and their blockage in third countries. Therefore, it is relevant to study the positions of international courts in order to establish this responsibility for States and the EU, but the decisions delivered to date do not allow this conclusion to be reached. In doing so, it is more than essential to set new directions if we want to put an end to this outsourcing and its harmful consequences for the human rights of irregular migrants even in third countries, because the adoption of two pacts (global pact on migration and global pact on refugees) do not seem to provide legal solutions and better protection of the rights of migrants.

Quels sont les principes fondateurs de l'auto-organisation des sociétés humaines ? Produits d'une évolution culturelle rapide, qui a pris le pas sur l'évolution biologique, celles-ci réclament une approche par des formalismes radicalement différents de ceux utilisés généralement dans l'étude des autres sociétés animales.<br /><br /><br />Concrètement, la modélisation des rapports entre individus et collectif considère le plus souvent des agents qui peuvent être représentés sous la forme d'une hiérarchie de règles, chacune se plaçant en position méta par rapport aux règles du niveau inférieur. Celles-ci peuvent s'interpréter, selon les niveaux, comme des règles de comportement, des règles de décision, des règles de transmission culturelle ou génétique.<br /><br />L'émergence de régularités au niveau collectif peut alors s'interpréter comme la sélection d'une distribution particulière sur l'ensemble des règles et métarègles définissant les agents. Dès lors, le problème de l'auto-organisation dans les systèmes économiques et sociaux se reformule autour de la question suivante : « Peut-on endogénéiser les distributions des métarègles de comportement de manière à ce qu'elles soient le produit des dynamiques collectives qu'elles définissent ? ».<br /><br />Nous montrons dans cette thèse que la prise en compte, dans les modèles formels, de la spécificité de l'imitation humaine permet de répondre positivement à cette question, un point essentiel étant qu'une règle d'imitation peut être sa propre métarègle. Nous proposons ainsi un cadre formel pour l'étude de sociétés d'agents mimétiques auto-organisées, les jeux métamimétiques ; le concept d'équilibre correspondant est alors l'état contrefactuellement stable : aucun agent ne peut s'imaginer mieux qu'il n'est en se mettant contrefactuellement à la place de l'un de ses voisins. Nous étudions ensuite les propriétés de ces jeux en prenant comme champs d'application le problème de l'émergence de la coopération dans un dilemme de prisonnier spatialisé. Nous montrons au passage, que cette approche permet d'échapper au dilemme.<br /><br /><br />Plus généralement, nous nous plaçons dans le cadre de la théorie des jeux stochastiques et nous explicitons le rôle structurant des perturbations dans ce type de système dynamique, les structures spatio-temporelles émergentes étant le produit du couplage entre la dynamique endogène des systèmes métamimétiques et la structure interne des perturbations. En rupture avec l'approche traditionnelle, ceci nous amène à interpréter l'hétérogénéité auto-organisée des systèmes sociaux humains comme une différenciation par un processus de co-évolution d'une multiplicité de critères possibles, plutôt que par un processus d'optimisation global d'un critère unique.

De nombreux problèmes pratiques qui se posent dans dans le domaine de la logistique, peuvent être modélisés comme des problèmes de tournées de véhicules. De façon générale, cette famille de problèmes implique la conception de routes, débutant et se terminant à un dépôt, qui sont utilisées pour distribuer des biens à un nombre de clients géographiquement dispersé dans un contexte où les coûts associés aux routes sont minimisés. Selon le type de problème, un ou plusieurs dépôts peuvent-être présents. Les problèmes de tournées de véhicules sont parmi les problèmes combinatoires les plus difficiles à résoudre. Dans cette thèse, nous étudions un problème d’optimisation combinatoire, appartenant aux classes des problèmes de tournées de véhicules, qui est liée au contexte des réseaux de transport. Nous introduisons un nouveau problème qui est principalement inspiré des activités de collecte de lait des fermes de production, et de la redistribution du produit collecté aux usines de transformation, pour la province de Québec. Deux variantes de ce problème sont considérées. La première, vise la conception d’un plan tactique de routage pour le problème de la collecte-redistribution de lait sur un horizon donné, en supposant que le niveau de la production au cours de l’horizon est fixé. La deuxième variante, vise à fournir un plan plus précis en tenant compte de la variation potentielle de niveau de production pouvant survenir au cours de l’horizon considéré. Dans la première partie de cette thèse, nous décrivons un algorithme exact pour la première variante du problème qui se caractérise par la présence de fenêtres de temps, plusieurs dépôts, et une flotte hétérogène de véhicules, et dont l’objectif est de minimiser le coût de routage. À cette fin, le problème est modélisé comme un problème multi-attributs de tournées de véhicules. L’algorithme exact est basé sur la génération de colonnes impliquant un algorithme de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources. Dans la deuxième partie, nous concevons un algorithme exact pour résoudre la deuxième variante du problème. À cette fin, le problème est modélisé comme un problème de tournées de véhicules multi-périodes prenant en compte explicitement les variations potentielles du niveau de production sur un horizon donné. De nouvelles stratégies sont proposées pour résoudre le problème de plus court chemin élémentaire avec contraintes de ressources, impliquant dans ce cas une structure particulière étant donné la caractéristique multi-périodes du problème général. Pour résoudre des instances de taille réaliste dans des temps de calcul raisonnables, une approche de résolution de nature heuristique est requise. La troisième partie propose un algorithme de recherche adaptative à grands voisinages où de nombreuses nouvelles stratégies d’exploration et d’exploitation sont proposées pour améliorer la performances de l’algorithme proposé en termes de la qualité de la solution obtenue et du temps de calcul nécessaire. / Many practical problems arising in real-world applications in the field of logistics can be modeled as vehicle routing problems (VRP). In broad terms, VRPs deal with designing optimal routes for delivering goods or services to a number of geographically scattered customers in a context in which, routing costs are minimized. Depending on the type of problem, one or several depots may be present. Routing problems are among the most difficult combinatorial optimization problems. In this dissertation we study a special combinatorial optimization problem, belonging to the class of the vehicle routing problem that is strongly linked to the context of the transportation networks. We introduce a new problem setting, which is mainly inspired by the activities of collecting milk from production farms and distributing the collected product to processing plants in Quebec. Two different variants of this problem setting are considered. The first variant seeks a tactical routing plan for the milk collection-distribution problem over a given planning horizon assuming that the production level over the considered horizon is fixed. The second variant aims to provide a more accurate plan by taking into account potential variations in terms of production level, which may occur during the course of a horizon. This thesis is cast into three main parts, as follows: In the first part, we describe an exact algorithm for the first variant of the problem, which is characterized by the presence of time windows, multiple depots, and a heterogeneous fleet of vehicles, where the objective is to minimize the routing cost. To this end, the problem is modeled as a multi-attribute vehicle routing problem. The exact algorithm proposed is based on the column generation approach, coupled with an elementary shortest path algorithm with resource constraints. In the second part, we design an exact framework to address the second variant of the problem. To this end, the problem is modeled as a multi-period vehicle routing problem, which explicitly takes into account potential production level variations over a horizon. New strategies are proposed to tackle the particular structure of the multi-period elementary shortest path algorithm with resource constraints. To solve realistic instances of the second variant of the problem in reasonable computation times, a heuristic approach is required. In the third part of this thesis, we propose an adaptive large neighborhood search, where various new exploration and exploitation strategies are proposed to improve the performance of the algorithm in terms of solution quality and computational efficiency.