La thèse s'intéresse aux logiciels de rançon, présente une plateforme d'analyse automatique et propose des contre-mesures. Nos contre-mesures sont conçues pour être temps réel et déployées sur une machine, c'est-à-dire ''End-Hosts''. En 2013 les logiciels de rançon font de nouveau parler d'eux, pour finalement devenir une des menaces les plus sérieuses à partir de 2015. Un état de l'art détaillé des contre-mesures existantes est fourni. On peut ainsi situer les contributions de cette thèse par rapport à la littérature. Nous présentons également une plateforme d'analyse automatique de logiciels malveillants composée de machines nues. L'objectif est de ne pas altérer le comportement des échantillons analysés. Une première contre-mesure basée sur l'utilisation d'une librairie cryptographique par les logiciels de rançon est proposée. Celle-ci peut être facilement contournée. Nous proposons donc une seconde contre-mesure générique et agnostique. Cette fois, des indicateurs de compromission sont utilisés pour analyser le comportement des processus sur le système de fichiers. Nous détaillons comment de manière empirique nous avons paramétré cette contre-mesure pour la rendre~: utilisable et efficace. Un des challenges de cette thèse étant de faire concilier performance, taux de détection et un faible taux de faux positifs. Enfin, les résultats d'une expérience utilisateur sont présentés. Cette expérience analyse le comportement des utilisateurs face à une menace. En dernière partie, nous proposons des améliorations à nos contributions mais aussi des pistes à explorer. / This phD thesis takes a look at ransomware, presents an autonomous malware analysis platform and proposes countermeasures against these types of attacks. Our countermeasures are real-time and are deployed on a machine (i.e., end-hosts). In 2013, the ransomware become a hot subject of discussion again, before becoming one of the biggest cyberthreats beginning of 2015. A detailed state of the art for existing countermeasures is included in this thesis. This state of the art will help evaluate the contribution of this thesis in regards to the existing current publications. We will also present an autonomous malware analysis platform composed of bare-metal machines. Our aim is to avoid altering the behaviour of analysed samples. A first countermeasure based on the use of a cryptographic library is proposed, however it can easily be bypassed. It is why we propose a second generic and agnostic countermeasure. This time, compromission indicators are used to analyse the behaviour of process on the file system. We explain how we configured this countermeasure in an empiric way to make it useable and effective. One of the challenge of this thesis is to collate performance, detection rate and a small amount of false positive. To finish, results from a user experience are presented. This experience analyses the user's behaviour when faced with a threat. In the final part, I propose ways to enhance our contributions but also other avenues that could be explored.

La plupart des systèmes critiques sont dits «temps-réel durs» puisqu'ils requièrent des garanties temporelle fortes. Ces systèmes sont de plus en plus complexes et les processeurs mono-coeurs traditionnels ne sont plus assez puissants. Les multi-coeurs et les pluri-coeurs sont des alternatives plus puissantes, cependant ils contiennent des ressources partagées. Les accès concurrents à ces ressources provoquent des interférences qui doivent être prises en compte puisqu'elles rendent les délais d'accès non prédictibles. Pour les pluri-coeur, le réseau sur puce (NoC) doit être configuré pour éviter les interblocages et garantir des pires temps de traversée précis. Le MPPA2 de Kalray est un pluri-coeur avec de bonnes propriétés temporelles.Les langages Synchrones flot de données tels que Lustre ou Scade sont largement utilisés dans l'industrie aéronautique. Les programmes sont des réseaux de noeuds de calcul communicants. Nous présentons une méthode pour extraire le parallélisme des programmes Synchrones. Nous générons du code pour déployer les tâches parallèles sur la puce et pour implémenter les communications en mémoire partagée ou à travers le NoC. Notre solution permet la traçabilité du code. Elle est basée sur un modèle d'exécution dirigé par le temps où chaque tâche a une date de début. L'ordonnancement est statique et minimise les interférences grâce à l'utilisation de bancs mémoire. Une borne de pire temps d'exécution (WCET) est calculée. Elle inclut les interférences mémoire et les pires temps de traversée NoC. Nous générons la configuration du processeur qui permet une allocation équitable des bandes passantes sur le NoC, la garantie de temps de traversées bornés et la synchronisation des horloges. Enfin, nous appliquons notre outils sur des exemples de programmes aéronautiques et un exemple synthétique utilisant 64 coeurs. / Most critical systems are subject to hard real-time requirements. These systems are more and more complex and the computational power of the predictable single-core processors is no longer sufficient. Multi- or many-core architectures are good alternatives but interferences on shared resources must be taken into account to avoid unpredictable timing effects. For many-core, the Network-on-Chip (NoC) must be configured such that deadlocks are avoided and a tight Worst Case Traversal Time (WCTT) of the communications can be computed. The Kalray MPPA2 is a many-core architecture with good timing properties.Dataflow Synchronous languages such as Lustre or Scade are widely used for avionics critical software. In these languages, programs are described by networks of computational nodes. We introduce a method to extract parallel tasks from synchronous programs. Then, we generate parallel code to deploy tasks on the chip and implement NoC and shared-memory communications. The generated code enables traceability. It is based on a time-triggered execution model which relies on a static schedule and minimizes the memory interferences thanks to usage of memory banks. The code enables the computation of a worst case execution time bound accounting for the memory interferences and the WCTT of NoC transmissions. We generate a configuration of the platform to enable a fair bandwidth attribution on the NoC, bounded transmissions through the NoC and clock synchronization. Finally, we apply this toolchain on avionic case studies and synthetic benchmarks running on 64 cores.

Moins connues que Chez Mondrian, ou d’autres tirages devenus célèbres, les Distorsions de 1933 peuvent apparaître comme une série d’importance mineure dans l’œuvre d’André Kertész. La série de photographies qui la composent, vaste par le nombre, donne à voir des déclinaisons de nu qui n’ont plus rien d’académique, dans le traitement qu’en donne le photographe. Les corps, déformés grâce à un miroir courbe, surprennent de par leur modernité et leur caractère d’étrangeté, au regard du reste de la production de l’auteur. Constitue-t-elle pour autant une « parenthèse » dans son œuvre ? Il convient pour y répondre de s’interroger sur le contexte d’apparition de ces photographies et les raisons de leur création. Pour ce faire, une évaluation des composantes plastiques de chacune des images s’avère incontournable, avant que d’établir des liens et correspondances avec d’autres œuvres du photographe. L’angle choisi, qui favorise le rapport direct aux images en les plaçant au centre de la recherche, s’intéresse à la mise en œuvre des Distorsions à l’aune de la commande qui en suscita l’objectivation, tout en dévoilant comment ce cadre spécifique fut outrepassé. Le dispositif complexe employé pour la prise de vue est alors questionné, dans l’intention de mesurer l’importance et le rôle du miroir dans le dévoiement de l’image. A ce moment sont abordées, par le biais d’analyses à la fois formelles et esthétiques, les diverses typologies de corps, et leur rapport à l’espace dans l’image. Ce qui aboutit enfin à une vision d’ensemble, permettant de replacer ce corpus dans l’œuvre entier de Kertész, et de dégager les parentés intentionnelles dans sa logique de création. / Less known than Chez Mondrian, or other famous prints, the Distortions of 1933 may appear as a series of minor importance in André Kertész’ work. The series of photographs, wide ranging in numbers, lets us see versions of nude, whose have nothing to do with academic, in the handling given by the photographer. Bodies, distorted by a curved mirror, surprising in their modernity and their strangeness, compared with the rest of the author production. Does it make up a "parenthesis" in his work? To respond to this question, we should wonder about the developing context of these photographs and also the reasons of their creation. An evaluation of visual aspects of each image is necessary, before establishing links and connections with other works made by the photographer. The angle chosen, which favors the direct images by placing them in the center of research focuses on the implementation of Distortions in the light of the order in which aroused objectification, while revealing how this specific framework was exceeded. The complex device used for the shooting is asked then, with the intention of measuring the importance and role of the mirror in the image’s corruption. At this time are addressed through analysis of both formal and aesthetic, the various types of bodies, and their relationship to space in the image. This leads finally to a vision, to put this body in the whole work of Kertész, and to identify the intentional similarities in his creation logic.

L'ordonnancement de tâches sur un système temps réel dur correspond à trouver une façon de choisir, à chaque instant, quelle tâche doit être exécutée sur le processeur pour que chacune ait le temps de terminer son travail avant son échéance. Ce problème, dans le contexte monoprocesseur, est déjà bien étudié et permet des applications sur des systèmes en production (aérospatiale, bourse etc.). Aujourd'hui, les plateformes multiprocesseur se sont généralisées et ont amené de nombreuses questions telles que l'utilisation efficace de tous les processeurs. Dans cette thèse, nous explorons les approches existantes pour résoudre ce problème. Nous étudions tout d'abord l'approche par partitionnement qui consiste à utiliser les recherches existantes en ramenant ce problème à plusieurs systèmes monoprocesseur. Ici, nous proposons un algorithme générique dont les paramètres sont adaptables en fonction de l'objectif à atteindre. Nous étudions ensuite l'approche par semi-partitionnement qui permet la migration d'un nombre restreint de tâches. Nous proposons une solution avec des migrations restreintes qui pourrait être assez simplement implémentée sur des systèmes concrets. Nous proposons ensuite une solution avec des migrations non restreintes qui offre de meilleurs résultats mais est plus difficile à implémenter. Enfin, les programmeurs utilisent de plus en plus le concept de tâches parallèles qui peuvent utiliser plusieurs processeurs en même temps. Ces tâches sont encore peu étudiées et nous proposons donc un nouveau modèle pour les représenter. Nous étudions les ordonnanceurs possibles et nous définissons une façon de garantir l'ordonnançabilité de ces tâches pour deux d'entre eux / The scheduling of tasks on a hard real-time system consists in finding a way to choose, at each time instant, which task should be executed on the processor so that each succeed to complete its work before its deadline. In the uniprocessor case, this problem is already well studied and enables us to do practical applications on real systems (aerospace, stock exchange etc.). Today, multiprocessor platforms are widespread and led to many issues such as the effective use of all processors. In this thesis, we explore the existing approaches to solve this problem. We first study the partitioning approach that reduces this problem to several uniprocessor systems and leverage existing research. For this one, we propose a generic partitioning algorithm whose parameters can be adapted according to different goals. We then study the semi-partitioning approach that allows migrations for a limited number of tasks. We propose a solution with restricted migration that could be implemented rather simply on real systems. We then propose a solution with unrestricted migration which provides better results but is more difficult to implement. Finally, programmers use more and more the concept of parallel tasks that can use multiple processors simultaneously. These tasks are still little studied and we propose a new model to represent them. We study the possible schedulers and define a way to ensure the schedulability of such tasks for two of them

En informatique graphique, le rendu des matériaux occupe une place très importante dans la qualité de l’image finale. De nombreux modèles ont contribué à améliorer l’apparence des matériaux. Aujourd’hui, certains matériaux restent encore difficiles à représenter à cause de leur complexité. Parmi ceux ci,la famille des matériaux anisotropes reste peu étudiée et complexe. Dans cette thèse nous proposons une meilleure compréhension des matériaux anisotropes au travers d’un modèle pour les représenter ainsi qu’un outil permettant de mieux en contrôler l’apparence. Notre modèle de matériaux brossés ou rayés se base sur la simulation du transport lumineux au sein de la micro-géométrie d’une rayure pour restituer tous les détails en conservant des temps de rendus suffisamment courts pour rendre la scène de manière interactive.Notre outil d’édition des reflets anisotropes utilise le champ d’orientation des BRDF pour donner à l’utilisateur l’impression de dessiner ou de déformer des reflets directement sur l’objet. / In computer graphics, material appearance is a fundamental component of the final image quality. Many models have contributed to improve material appearance. Today, some materials remains hard to represent because of their complexity. Among them, anisotopic materials are especially complex and little studied. In this thesis, we propose a better comprehension of anisotropic materials providing a representation model and an editing tool to control their appearance. Our scratched material model is based on a light transport simulation in the micro-geometry of a scratch, preserves all the details and keeps an interactive rendering time. Our anisotropic reflections edition tool uses BRDF orientation fields to give the user the impression to draw or deform reflections directly on the surface.

Après un crime de masse ou un génocide, le travail de mémoire peut commencer dès la chute du régime, ou après un certain temps de latence. Il s’articule avec ce qu’on appelle devoir de mémoire. Au Cambodge, tout le monde s’accorde pour dire que quarante ans après la chute du régime des Khmers rouges, il n’est pas question de devoir de mémoire, tant une omerta semble peser sur ces évènements. Les procès ont permis qu’une parole se libère, que ce silence se lève un peu. Dans un premier temps, nous questionnerons les processus mémoriels pris en charge par le politique et leurs effets d’appropriation de l’histoire par les sujets, puis les processus de symbolisation, d’inscription et de traitement du réel par le symbolique. Nous dégagerons une tension entre division (du sujet) et castration que l’on retrouvera tout au long de ce travail. La question du réel est au premier plan, un réel qui a pris la forme de la jouissance d’un Autre féroce qui a détruit méthodiquement tout ce qui participait des repères symboliques : destruction de la famille, des liens, des institutions sociales, et destruction du langage. C’est au travers des témoignages des victimes, mais aussi des acteurs de ce drame que nous aborderons des notions essentielles pour saisir les rouages de ce génocide telles que la croyance, l’idéologie, et l’idéal de pureté. Nous tirerons un second fil de la tresse que nous garderons tout le long de la thèse, celui du démenti. L’atteinte du langage, autant de la lalangue que de la chaine signifiante, aura des effets de déstructuration qui se vérifie encore de nos jours. En nous appuyant sur la théorisation par Lacan des structures discursives qui organisent le lien social, nous vérifierons notre hypothèse, à savoir que le Discours Capitaliste prospère sur le réel des Khmers rouges, que le réel fait le lit de ce discours. La corruption endémique actuelle nous servira de terrain d’analyse, et nous pourrons vérifier et confirmer notre hypothèse, à condition d’un petit effet de retournement. Nous terminerons ce travail par l’évocation d’un espoir pour le Cambodge, la pratique de l’art, moyen de subjectivation du réel et obstacle du Discours Capitaliste. / After a mass crime or genocide, the work of memory may start from the regime’s fall, or after a certain latency. It articulates with what is called the duty of memory. In Cambodia, everyone agrees that forty years after the fall of the Khmer Rouge regime, there is no question of duty of memory, as an omerta seems to weigh on the events. The trial allowed a word to be released, and silence rises slightly. First, we will question the memory processes supported by the political and effects of appropriation of history by the subjects, and then the process of symbolization, inscription and treatment of the real by the symbolic. We will extract a tension between division (of the subject) and castration which we will find throughout this work. The question of the real is at the forefront, a real that has taken the form of jouissance of a fierce Other that destroyed methodically everything participated of symbolic landmarks : the destruction of the family, relationships, social institutions, and destruction of the language. It is through the testimony of victims but also actors in this drama we will discuss essential concepts to understand the processes of that genocide such as belief, ideology, and the ideal of purity. We will make a second wire of the braid we will keep all along the thesis, that of denial.Harm of the language, as many lalangue that the chain of signifiers, will have effects of destructuring that is still true nowadays. From Lacan’s theorization of discursive structures that organize the social link, we will verify our hypothesis, namely that the Capitalist Discourse thrives on the real of Khmer Rouge, that the real is preparing the way of this discourse. The current endemic corruption will be our ground of analysis, and we will check and confirm our hypothesis, with a small turning effect. We will complete this work with a hope for Cambodia, the practice of art, a way for a subjectivation of the real, and an obstacle for capitalist discourse.

L'objectif de cette thèse est de proposer des algorithmes d'optimisation efficaces pour un système de tranport en commun à la demande proposé par Padam Mobility, une start-up Parisienne. Après avoir modélisé le problème comme un DARP dynamique, trois modules d'optimisation sont présentés : un module online destiné à répondre aux requêtes en temps réel, un module de réinsertion pour insérer les requêtes rejetées par le module online et enfin un module offline basé sur une métaheuristique permettant d'optimiser en continue les itinéraires. / The purpose of this thesis is to propose efficient optimization algorithms for an on-demand common transportation system operated by Padam Mobility, a Parisian company. Formalised as a dynamic DARP, we propose three optimisation modules to tackle the underlying problem : an online module to answer real-time requests, a reinsertion module to re-insert rejected requests and a metaheuristic-based offline module to continuously optimize the rides. The proposed methods are directly implemented in the company system and extensively tested on real instances.

L’objectif de cette thèse est d’analyser les liens entre le taux de change réel, l’inégalité des revenus et la pauvreté rurale en Chine. Nous visons à répondre à deux principales questions, à savoir : (i) dans quelle mesure la variation du taux de change réel a-T-Elle influencé l’inégalité des revenus en Chine? (ii) la variation du taux de change réel contribue-T-Elle à expliquer l’évolution de la pauvreté rurale chinoise? Pour ce faire, la thèse s’organise autour de quatre chapitres. Le premier chapitre présente une vue d’ensemble de l’évolution du système de change chinois, en tenant compte de la situation internationale en pleine mutation et des conditions économiques, politiques et institutionnelles de ce pays durant ses différentes phases du développement. Le chapitre 2 décrit l’évolution de l’inégalité des revenus et de la pauvreté rurale en Chine. On constate que depuis 1978 la Chine a connu des progrès remarquables dans la réduction de la pauvreté mais cette réduction s’est accompagnée par un accroissement des inégalités. Par ailleurs, il s’avère qu’en Chine, la variation du taux de change réel joue un rôle important dans l’évolution de l’inégalité des revenus et de la pauvreté rurale. Le chapitre 3 fournit une analyse théorique sur les liens entre le taux de change réel et la répartition des revenus. Il a été mis en évidence que ces liens sont complexes, impliquant un grand nombre de canaux de transmission (directs et indirects). Enfin, le chapitre 4 est consacré à l’estimation économétrique des liens entre le taux de change réel, l’inégalité des revenus et la pauvreté rurale en Chine à l’aide de données de panel au niveau des provinces chinoises. Les résultats de nos estimations économétriques montrent que l’appréciation réelle de la monnaie chinoise contribue à réduire l’inégalité des revenus et la pauvreté rurale en Chine au cours de la période des réformes. / The present dissertation investigates the relationship between real exchange rate, income inequality and rural poverty in China. We attempt to answer two principal questions: (i) to what extent will the variation of real exchange rate affect income inequality in China? (ii) how will the variation of real exchange rate impact the evolving pattern of China’s rural poverty? For this purpose, the present dissertation is organized into four chapters. Chapter One reviews the evolution of China’s exchange rate regime, by taking into consideration the fast-Changing international situations as well as the internal economic, political and institutional conditions of this country. Chapter Two describes the changing pattern of income inequality and the evolution of rural poverty in China. It is observed that since 1978 China has achieved remarkable progress in the alleviation of poverty, which has been accompanied, however, by rising inequalities. In addition, there is growing evidence that the variation of real exchange rate plays an important role in affecting China’s distribution of income. Chapter Three provides a theoretical analysis on the linkage between real exchange rate and income distribution. Such an linkage has been shown to be complex, involving various transmission channels (direct and indirect). Finally, with the help of panel data at provincial level, Chapter Four empirically estimates the nexus between real exchange rate, income inequality and rural poverty in China. The econometric results show that the real appreciation of the Chinese currency significantly contributes to the reduction of income inequality and the alleviation of rural poverty in post-Reform China

La pile à combustible est un générateur électrique qui s'appuie sur un effet électrochimique découvert au 19èmesiècle par Christian Schönbein. Cette technologie a connu des périodes de développement et de désintéressementsuccessives jusqu'à nos jours. Suite à une flambé du prix du baril de pétrole et à la sensibilisation des populationsaux problèmes environnementaux engendrés par les rejets de gaz à effet de serre, la quantité annuelle depublications sur la pile à combustible a augmenté d'une manière continue. Son rendement, souvent supérieur àcelui des technologies de production d'énergie par combustion, et la possibilité d'utiliser des carburants non fossileset non polluants en font un candidat de substitution attractif. Cependant, son cout, sa durée de vie, sa puissancemassique et d'autres problèmes liés au stockage de son carburant ne lui permet pas de détrôner les technologiesactuelles qui sont bien rodées et qui profitent d'une économie d'échelle. Il faut donc continuer à améliorer la pile àcombustible pour qu'elle devienne un jour économiquement viable.L'une des voies pour atteindre cet objectif, est la modélisation qui permet une réflexion, une meilleurecompréhension de la pile à combustible, ainsi que la possibilité de tester des idées à moindre cout.Malheureusement, la pile à combustible est un système complexe combinant des phénomènes fluidique, thermiqueet électrochimique. Des modèles en 1 dimension et en temps réels ont déjà été développés. Mais pour étudiercorrectement ce qui se passe à l'intérieur, il faut au moins disposer d'un modèle en 2 dimensions. Cependant lesmodèles en 2 dimensions demandent des méthodes de calcul par éléments finis qui nécessitent des ressources decalcul importantes, ainsi, jusqu'ici, ils ne permettaient pas de réaliser des calculs en temps réel. C'est pourtant ledéfi relevé par cette thèse : développer un modèle en deux dimensions ou plus et être capable de le faire tourner entemps réel sur un ordinateur comme sur un processeur embarqué.Pour arriver à cette performance, les concepts physiques, mathématiques et informatiques ont été combinés etintégrés grâce à des astuces organisationnelles en un programme en langage C, peu gourmand en mémoire et enpuissance de calculs. Toutes les hypothèses simplificatrices et les méthodes mathématiques modifiées etimplantées selon des schémas informatiques peu communément utilisés dans ce domaine ont fait apparaitre denouveaux problèmes. Des nouvelles méthodes de calculs ont dû alors être développées pour gérer ces nouveauxproblèmes.Finalement, un modèle de pile à combustible multidimensionnel et temps réel a été conçu et ses paramètresphysiques ont été ajustés par un programme pour faire correspondre les résultats à ceux d'une pile à combustibleréelle sur laquelle des essais ont été réalisés. Les résultats obtenus ont été analysés à l'aide d'un procédéd'observation structuré. Le résultat de ces observations a permis d'arriver à des conclusions dans le domaine de lamodélisation multidimensionnelle et multiphysique de la pile à combustible pour des applications en temps réel. / The fuel cell is an electric generator which uses an electrochemical effect discovered in 18 century by ChristianSchönbein. This technology has gotten successively periods of development and periods of void in the pastdecades. After the petrol barrel price rising and the people¿s awareness of environmental problem such asgreenhouse effect, the research in fuel cell field has been increasing constantly. Its higher efficiency compared tothermal technology to produce electricity, the possibility to use no fossil fuel and no pollution final products make thefuel cell an attractive substitution candidate for energy production. However, its cost, life time, power density andother problems related to the fuel storage do not allow it to replace immediately the actual technology which is elderand benefit about scale economy effect. Thus, the fuel cell technology must be improved to become economicallyviable.One of the ways to do it, is to model the fuel cell in order to reflect, analyze and better understand its behavior with aminimal cost. Unfortunately, the fuel cell is a complex system which combines fluidic, thermic and electrochemicaleffects. In literature, many one dimensional real time models have been developed. But to analyze and predict localphenomena, a 2 dimensional model is needed. However, the general two dimensional models use finite elementcalculation methods that cannot be done in real time due to their complex mathematical calculation. In spirit toovercome this calculation complexity problem, the challenge of this thesis is defined: develop a 2 dimensional modelwho are able to be executed in real time on an ordinary computer or an embedded system.In order to achieve the desired real time performance, the physical, mathematical and computer concepts of realtime 2D fuel cell model are developed, combined and integrated with specific organization methods in a C languageprogram which does not requires an important calculation power or memory to run. All the modeling assumptionsand the modified mathematic methods are implanted following an innovative modeling approach.Finally, a 2D, multiphysique, multidimensional real time fuel cell model is developed and its parameters are adjustedwith a real fuel cell stack from different experiments. The results are then analyzed with a structured observationmethod with conclusions given at last.

Un des freins à la commercialisation de masse de la pile à combustible et notamment de la technologie à membrane échangeuse de proton vient de sa faible durée de vie due à la difficulté de contrôler le système sous certaines conditions. Pour pallier à ce problème, l’élaboration d’un modèle mathématique précis de la pile à combustible à membrane échangeuse de protons permettant d’observer les variables internes et l'état de la pile à combustible au cours de son fonctionnement permettrait le développement de la stratégie de contrôle du système.Cette thèse propose d’élaborer un modèle dynamique multi-physique complet pour la pile à combustible à membrane échangeuse de protons. Le modèle proposé couvre les domaines multi-physiques pour les caractéristiques électriques, fluidiques et thermiques. Dans ces deux derniers domaines, les phénomènes transitoires sont notamment pris en compte dans le modèle proposé, tels que les comportements dynamiques de la teneur en eau de la membrane de la pile et la température. Par conséquent, ce modèle peut être utilisé pour analyser les effets de couplage des variables dynamiques entre différents domaines physiques.Grace à ce modèle ainsi définit, un second modèle multi-physique bidimensionnel plus détaillé est également présenté. Le modèle proposé couvre les domaines électriques et fluidiques avec une approche de modélisation 2-D innovante. Les distributions spatiales de quantité physique dans le domaine électrique peuvent ainsi être obtenues. Par conséquent, ce modèle 2-D PEMFC peut être utilisé pour étudier les influences des paramètres de modélisation sur la prédiction de performance multidimensionnelle locale. Une étude expérimentale est effectuée pour valider le modèle 2-D proposé avec une pile commerciale PEMFC Ballard NEXA de 1,2 kW.Dans un second chapitre, une analyse des phénomènes dynamiques est réalisée en fonction du modèle dynamique multidisciplinaire développé en s’appuyant sur la méthode RGA (gain relatif) pour diverses variables d'entrée de contrôle, afin d'analyser quantitativement les effets de couplage dans différents domaines physiques. L’étude s’intéresse entre autre aux interactions de la teneur en eau et de la température de la membrane. L'analyse de couplage présentée dans cette thèse peut aider les ingénieurs à concevoir et à optimiser les stratégies de contrôle des piles à combustible, en particulier pour la gestion de l'eau et de la chaleur dans les systèmes de piles à combustible.Une deuxième analyse portant sur la sensibilité aux paramètres de l'étude est effectuée sur la base du modèle multidisciplinaire bidimensionnel développé. Ces résultats d'analyse de sensibilité globale fournissent des informations utiles pour la compréhension de la dégradation, le réglage des paramètres et la simplification du modèle des piles à combustible.Dans un troisième temps, le modèle proposé se décline dans un algorithme de résolution mathématique en temps réel basé sur un algorithme de matrice tri diagonal efficace (TDMA). Les résultats expérimentaux démontrent les possibilités pratiques du modèle 2-D proposé pour le contrôle en temps réel avancé des systèmes de pile à combustible avec un temps de calcul de la boucle de contrôle de l'ordre de la milliseconde. Le temps d'exécution du modèle peut être quadruplé par rapport aux algorithme séquentiels présent dans la littérature; garantissant ainsi des décisions et des actions de contrôle rapide. / Before mass commercialization of proton exchange membrane fuel cell, the research on the design of appropriate control strategies and auxiliaries need to be done for achieving proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) optimal working modes. An accurate mathematical PEMFC model can be used to observe the internal variables and state of fuel cell during its operation, and could further greatly help the system control strategy development.A comprehensive multi-physical dynamic model for PEMFC is developed in chapter I. The proposed model covers multi-physical domains for electric, fluidic and thermal features. Particularly, the transient phenomena in both fluidic and thermal domain are simultaneously considered in the proposed model, such as the dynamic behaviors of fuel cell membrane water content and temperature. Therefore, this model can be used to analyze the coupling effects of dynamic variables among different physical domains.Based on the developed multi-physical PEMFC model, a full two-dimensional multi-physical model is further presented. The proposed model covers electrical and fluidic domains with an innovative 2-D modeling approach. In order to accurately describe the characteristics of reactant gas convection in the channels and diffusion through the gas diffusion layer, the gas pressure drop in the serpentine pipeline is comprehensively analyzed by fully taking the geometric form of flow field into consideration, such as the reactant gas pressure drop due to the pipeline sharp and U-bends. Based on the developed 2-D fluidic domain modeling results, spatial physical quantity distributions in electrical domain can be further obtained. Therefore, this 2-D PEMFC model can be use to study the influences of modeling parameters on the local multi-dimensional performance prediction. The simulation and experimental test are then performed to validate the proposed 2-D model with a commercial Ballard NEXA 1.2 kW PEMFC stack.In chapter II, analyses of dynamic phenomena step responses are conducted based on the developed multi-physical dynamic PEMFC model using the relative gain array (RGA) method for various control input variables, in order to quantitatively analyze the coupling effects in different physical domains, such as the interactions of membrane water content and temperature. Based on the calculated values of relative gain array, the proposed model can be considered as a fuel cell MIMO system, which could be divided into two independent control sub-systems by minimizing parameter coupling effects between each other. Due to the closely coupled parameters in the proposed first control sub-system, a decoupling control method is recommended to achieve optimized control results. The coupling analysis presented in this thesis can help engineers to design and optimize the fuel cell control strategies, especially for the water and thermal management in fuel cell systems.