Evolutionary dynamics arise from the interplay of mutation and selection. Fundamentally, these two processes operate at different levels: Mutations modify genetic information (the genotype), which is passed from parent to offspring. Selection is triggered by variation in reproductive success, which depends on the physical properties (the phenotype) of an organism and its environment. Thus the genotype-phenotype map determines if and how mutations can lead to selection. The aim of this dissertation is to incorporate this map explicitly into a theoretical description of evolutionary dynamics. The first part of the analysis presented here is concerned with the static properties of simple models of these maps, which are studied using exhaustive enumeration. The two most important observations are phenotypic bias – some phenotypes are realized by many more genotypes than most other phenotypes – and the existence of neutral spaces – genotypes with the same phenotype can often be reached from each other by single mutational steps. The remainder of the dissertation provides a theoretical description of evolutionary dynamics on and across neutral spaces. Two different mean-field approximations lead to simple analytic results for the first discovery of alternative phenotypes, highlighting the importance of phenotypic bias: Rare phenotypes are hard to find by evolutionary search. These results are used to discuss the relationship of robustness, the ability to withstand mutational change, and evolvability, the ability to create variation through mutation. Several types of fluctuations beyond the mean-field limit are studied, both theoretically and in simulations. The discrete structure of genotype spaces can lead to strong correlations in the spectra of phenotypes produced, increasing the probability that a particular phenotype is fixed in the population quickly after its discovery. Structural correlations between genotypes can increase the effect of phenotypic bias, while the qualitative features of the mean-field description remain valid. All these results highlight that neutral spaces impact evolutionary dynamics in many non-trivial ways, in particular by favouring phenotypes of high accessibly, but comparably low fitness over those phenotypes that are highly fit, but very hard to discover.

When selecting a method for testing variance equality, a researcher should select a method which is robust to distribution non-normality and dissimilarity. The method should also possess sufficient power to ascertain departures from the equal variance hypothesis. This Monte Carlo study examined the robustness and power of five tests of variance equality under specific conditions. The tests examined included one procedure proposed by O'Brien (1978), two by O'Brien (1979), and two by Conover, Johnson, and Johnson (1981). Specific conditions included assorted combinations of the following factors: k=2 and k=3 groups, normal and non-normal distributional forms, similar and dissimilar distributional forms, and equal and unequal sample sizes. Under the k=2 group condition, a total of 180 combinations were examined. A total of 54 combinations were examined under the k=3 group condition. The Type I error rates and statistical power estimates were based upon 1000 replications in each combination examined. Results of this study suggest that when sample sizes are relatively large, all five procedures are robust to distribution non-normality and dissimilarity, as well as being sufficiently powerful.

Les travaux de cette thèse ont été menés dans le cadre d’une collaboration entre les laboratoires SATIE et LTN IFSTTAR. Ils portent principalement, sur l’étude de la robustesse des composants JFET SiC de puissance pour des applications de découpage à haute fréquence, forte puissance surfacique et à haute température lorsqu’ils sont soumis à des régimes extrêmes de fonctionnement. Les travaux présentés traitent également de façon plus générale l’étude de la durée de vie de packaging dédiés à ce type de composants et adaptés à la haute température pour des applications aéronautiques. La robustesse de différents lots des VJFETs SiC d’un fabricant particulier (SemiSouth) a été étudiée en régimes d’avalanche et de court circuit afin de déterminer les énergies que peuvent supporter ces composants dans ces modes de fonctionnement particuliers en cherchant notamment à quantifier la température du cristal et à mettre en évidence les mécanismes physiques à l’origine des défaillances. Nous avons ainsi également développé un modèle éléments finis thermique afin d’estimer la température de jonction du JFET SiC lors des régimes extrêmes pour chercher à relier l’apparition de la défaillance à la température. Finalement, nous décrivons des mécanismes physiques à l’origine des dégradations lors de la répétition de tels régimes extrêmes de fonctionnement expliquant à terme la destruction par vieillissement des transistors. Un substrat céramique à base de Si3N4 a été le support des études menées dans le cadre de cette thèse sur le packaging. Nous avons caractérisé les dégradations de ces substrats par des analyses acoustiques après vieillissement par cyclage thermique de forte amplitude. Un modèle thermomécanique a été développé afin d’estimer les contraintes mécaniques dans l’assemblage et valider les résultats expérimentaux obtenus. Enfin, nous avons également initiés des travaux de diagnostic thermique sur des puces JFET SiC, par des mesures d’impédance thermique pouvant être utilisées pour la détection de défauts de délaminage dans un assemblage de puissance. / The work presented in this thesis was conducted between SATIE and LTN IFSTTAR laboratories. It focuses on the study of the robustness of SiC power components subjected to hard working conditions for high switching frequency, high power density and high temperature applications. The work also presents a study on the robustness of a dedicated package adapted to high temperature applications. The robustness of several SiC VJFETs from a particular manufacturer (SemiSouth) was studied in avalanche and short circuit modes in order to estimate the energies that can withstand these components in these operating modes. The experimental protocol also includes thermal models to quantify the crystal temperature and to highlight the ageing physical mechanisms causing failure. Therefore, we had developed a finite element model to estimate the thermal junction temperature of the SiC JFET in extreme working conditions to try to relate the failure to the maximum temperature reached after each cycle. Finally, we described the physical mechanisms behind the degradations that explain ultimately the destruction of ageing transistors under repetitive avalanche mode. A ceramic substrate made of Si3N4 has been the support of studies conducted in this thesis on the packaging reliability. We characterized the degradation of these substrates by acoustic analysis after ageing by thermal cycling of high amplitude. A thermo-mechanical model was developed to estimate the mechanical stresses in the assembly and validate the experimental results. Finally, we have initiated thermal diagnostic studies on SiC JFET chips. We have shown that thermal impedance measurements can be used for the detection of delamination defects in a power assembly.

Le travail de recherche de cette thèse traite de la problématique de transfert de connaissances lors du processus de transition d’un projet informatique externalisé dans un EPST. En particulier, Comment transférer les connaissances, constituées des expériences-succès ou échecs passés, routines, assimilées et cumulées pendant la durée d’un projet externalisé par les membres d’une équipe sortante vers une nouvelle équipe entrante d’une manière efficiente ? Nous nous focalisons sur ce processus de transition en raison de son importance pour le succès de l’externalisation informatique, de sa complexité, de sa richesse théorique et le manque d’études dans ce domaine. Nous avons choisi d’approcher cette problématique par le biais de la gestion des connaissances. Dans un premier volet de cette thèse, nous nous sommes appuyées sur le paradigme Goal-Question-Metric proposant une démarche de définition de la qualité pour progresser de notre besoin opérationnel jusqu’à la définition des métriques d’évaluation de la robustesse utilisant des informations issues de l’analyse de réseaux informels sous-jacents aux activités effectuées dans le processus métier. Ces métriques permettent d’évaluer une partie de la qualité d’un processus métier en tenant compte de la connaissance tacite des acteurs du processus de transition. Dans un second volet de cette recherche, nous avons développés une méthode, en nous appuyant sur l’approche de capitalisation sur les connaissances et des mécanismes théoriques de transfert de connaissances, et un outil informatique pour mettre en œuvre ce processus de transfert de connaissances / The research of this thesis deals with the issue of knowledge transfer during the transition process of an IT project outsourced in EPST. In particular, How to transfer knowledge, experience and routines related to outsourced activities from outgoing team to a new incoming team? We focus on the transition due to its significance for outsourcing success, its complexity and theoretical richness, and its limited current understanding. We chose to approach this problem through knowledge management. In the first part of this thesis, based on the Goal-Question-Metric paradigm, we propose an approach for the definition of quality metrics covering the given operational requirements. The metrics we define take tacit knowledge into account, using information from the structural analysis of an informal network. In a second phase of this research, we developed a method, relying on capitalization on knowledge and theoretical mechanisms of knowledge transfer, and a tool to implement this process of knowledge transfer

Robust Investment Portfolios Zdeněk Konfršt Abstract This master's thesis pursues the construction of stable, robust and growth portfo- lios in active portfolio management. These portfolios provide limited downside risks, short-time drawdowns and substantial growth prospects. We argue that the construc- tion of such portfolios is based on security selection as well as on portfolio theory (the Mean-Variance Model, MVM). The equity based portfolios were constructed and tested on real market data from the 1995-2014 period. The tested portfolios outperformed the S&P 500 out of and within the risk-reward ratio domain. Robust portfolios build on the MVM but they are less sensitive to errors of param- eters estimation. We experimented with several robust approaches and the results confirmed that the robust portfolios were less sensitive to outliers, less volatile and more stable (robust). The bottom-up process of security selection seems time consuming and labor intensive. Therefore we proposed an alternative approach to select stocks with so- called "cluster analysis". Generally, the cluster analysis classifies similar objects (companies) into similar groups. Technical and fundamental parameters of companies provided needed classification parameters. The classification was run over companies from the German DAX...

Les automates temporisés sont un formalisme qui permet de modéliser, vérifier, et synthétiser des systèmes temps-réels. Ils sont dotés d’une sémantique abstraite et mathé- matique, qui permet de formaliser et résoudre plusieurs problèmes de vérification et de synthèse. Cependant, les automates temporisés sont utilisés pour concevoir des modèles, plutôt que décrire des systèmes temps-réels entiers. Ainsi, une fois la phase de conception terminée, il reste à déterminer si les comportements du modèle correspondent à ceux d’un vrai système. Une étape importante de l’implémentation consiste à s’assurer de la robustesse du système. On considère une notion de robustesse sur les automates tem- porisés qui exige que les comportements soient préservés quand le modèle est sujet à des perturbations bornées. Dans cette thèse, plusieurs approches sont étudiées : Dans l’analyse de robustesse, on se demande si un automate temporisés donné préserve ses com- portements sous divers types de perturbations, et on cherche à calculer un majorant sur les perturbations tolérées. La synthèse robuste s’intéresse au calcul d’une loi de contrôle (ou une stratégie) qui guide le système, et tolère des perturbations d’une magnitude calculable. Enfin, dans l’implémentation robuste, on s’intéresse à transformer automatiquement un modèle donné pour le rendre robuste, tout en préservant ses comportements. Plusieurs modèles de perturbations sont considérés : erreurs de mesure de temps (élargissement de gardes), élimination des comportements limites (contraction de gardes), et la restriction du domaine du temps aux valeurs discrètes. On formalise également les problèmes de synthèse robuste comme des jeux entre le contrôleur et un environnement qui perturbe systèmatiquement tout délai choisi par une quantité bornée. Ces problèmes sont étudiés pour les automates temporisés, ainsi que leurs extensions- les jeux temporisés, et les automates et jeux temporisés pondérés. Plusieurs algorithmes d’analyse de robustesse parametrée contre l’élargissement de gardes et la contraction de gardes sont proposés. Deux variantes de la sémantique de jeu pour le problème de synthèse robuste sont également étudiées pour les automates temporisés et leurs extensions. Un logiciel d’analyse de robustesse contre la contraction de gardes, ainsi que des résultats expérimentaux sont présentés. Le problème de l’implémentation robuste est étudié dans deux contextes différents. Tous les algorithmes calculent également un majorant sur les perturbations que le modèle donné est capable de tolérer. / Timed automata are a formalism to model, verify, and synthesize real-time systems. They have the advantage of having an abstract mathematical semantics, which allow formalizing and solving several verification and synthesis problems. However, timed automata are intended to design models, rather than completely describe real systems. Therefore, once the design phase is over, it remains to check whether the behavior of an actual implementation corresponds to that of the timed automaton model. An important step before implementing a system design is ensuring its robustness. This thesis considers a notion of robustness that asks whether the behavior of a given timed automaton is preserved, or can be made so, when it is subject to small perturbations. Several approaches are considered: Robustness analysis seeks to decide whether a given timed automaton tolerates perturbations, and in that case to compute the (maximum) amount of tolerated perturbations. In robust synthesis, a given system needs to be controlled by a law (or strategy) which tolerates perturbations upto some computable amount. In robust implementation, one seeks to automatically transform a given timed automaton model so that it tolerates perturbations by construction. Several perturbation models are considered, ranging from introducing error in time measures (guard enlargement), forbidding behaviors that are too close to boundaries (guard shrinking), and restricting the time domain to a discrete sampling. We also formalize robust synthesis problems as games, where the control law plays against the environment which can systematically perturb the chosen moves, by some bounded amount. These problems are studied on timed automata and their variants, namely, timed games, and weighted timed automata and games. Algorithms for the parameterized robustness analysis against guard enlargements, and guard shrinkings are presented. The robust synthesis problem is studied for two variants of the game semantics, for timed automata, games, and their weighted extensions. A software tool for robustness analysis against guard shrinkings is presented, and experimental results are discussed. The robust implementation problem is also studied in two different settings. In all algorithms, an upper bound on perturbations that the given timed automaton tolerates can be computed.

Les hydrologues sont questionnés au sujet de l’évolution à moyen et long terme de la ressource en eau. Pour répondre à ces questions, ils ont recours à des modèles hydrologiques. Une quantification des incertitudes associées à leurs projections leur est souvent demandée et pose la question de la robustesse de ces modèles conceptuels, notamment dans le contexte d’un climat en évolution. En effet, l’utilisation d’un modèle dans des conditions différentes de celles où il a été calé repose sur une hypothèse de transférabilité des paramètres, c’est-à-dire la possibilité d’utiliser les paramètres d’un modèle dans des conditions différentes de celles de saconstruction. Nous traitons cette problématique en tentant d’apporter des éléments de réponse aux questions suivantes :• Quel est le niveau de robustesse des modèles hydrologiques conceptuels face à des conditions climatiques variables ?• Quelles sont les causes des situations de manque de robustesse et y a-t-il des façons de s’en prémunir ?Nous y répondons à travers l’étude des performances de modèles conceptuels lors de nombreux tests de transfert temporel de leurs paramètres. Les résultats montrent des corrélations entre les problèmes de robustesse et les écarts de conditions climatiques entre les périodes de calage et de validation des modèles. Des situations de biais systématiques corrélés à des changements de température de l’air ressortent en particulier de ces analyses. Une hétérogénéité existe cependant sur notre échantillon, les variables climatiques ou le type d’erreurs associées aux problèmes détectés pouvant varier d’un bassin à un autre.L’étude des biais de simulation sur les bassins où les modèles ne sont pas robustes montre des alternances de phases de sous-estimation et surestimation des débits, le biais sur le module décennal pouvant atteindre 20%. Nos travaux révèlent que des comportements très similaires sont obtenus pour diverses périodes et méthodes de calage. Pour les modèles conceptuels utilisés dans ces travaux, les problèmes de robustesse détectés ne résultent pas simplement de quelques "mauvais" calages conduisant à la sélection de paramètres inadaptés pour reproduire le comportement du bassin considéré. Ils semblent plutôt découler de difficultés générales de ces outils de modélisation à reproduire convenablement les bilans moyens de façon simultanée sur différentes périodes.Ces travaux ouvrent des pistes de réflexion sur la capacité insuffisante de certains modèles hydrologiques conceptuels à reproduire des dynamiques basse fréquence et sur le rôle des erreurs d’estimation des forçages, notamment les variations temporelles de l’évapotranspiration, dans les situations de modélisation incorrecte. / Hydrologists are asked to estimate the medium- and long-term evolutions of water resources. To answer these questions, they commonly use conceptual models. In addition, they are often required to provide an estimate of the uncertainties associated with model projections. This raises the question of the robustness of conceptual models, especially in the context of climate evolution. Indeed, using a model in conditions different from those of calibration is based on the hypothesis of parameter transferability, i.e. the possibility to use model parameters in conditions different from those used for the model set-up. We focus on this issue with the aim of answering the following questions:• What is the robustness level of conceptual hydrological models in the context of changing climatic conditions?• What are the causes for the lack of robustness, and are there ways to prevent it?We answer these questions by studying the performance of conceptual models through multiple tests of temporal transfer of their parameters. Results show the existence of correlations between the robustness problems and the difference in climate conditions between model calibration and validation periods. The analysis especially points out the situations of systematic bias correlated to differences in air temperature. However, results are heterogeneous in our catchment set, and climate variables or error type associated with the identified problems vary between catchments.The analysis of simulation biases on catchments where the models are not robust shows alternating phases of flow under- or overestimation, with a possible bias in the mean flow up to 20% over a ten-year period.Our work reveals that very similar results can be obtained for various periods or calibration methods. The robustness issues faced by conceptual models used in this study do not solely stem from inadequate calibrations leading to the selection of parameters unable reproduce the catchment behavior. They seem to be the consequence of overall difficulties for models to satisfactorily simulate water balances simultaneously on various periods.This work opens reflections on the limited capacity of some hydrological models to reproduce low-frequency dynamics and raises questions on the role of inputs estimates errors in model failures, especially the temporal variations of evapotranspiration.

Dans le cadre de la gestion de projet, pour une plus grande efficacité, il est important de connaître les critères qui aident les acteurs et porteurs de projet à mieux orienter le devenir de leur projet. Notre travail a consisté dans la construction et la validation d'un descriptif du processus d'un projet de changement. Cette construction s'est faite à l'aide de l'analyse fonctionnelle et d'analyse décisionnelle de chaque élément constituant le processus de projet. Ces critères ainsi définis ont été validés par des sondés issus de l'entreprise et de la santé afin de déterminer leur capacité à stabiliser le projet dans sa phase de mise en place (robustesse) ou d'impulser de nouveaux projets (émergence). Une analyse des résultats entre la santé et l'entreprise, nous a permis de mettre en évidence la pertinence de nos hypothèses en caractérisant un certain nombre de critères influençant le devenir du projet. La connaissance de ces critères est donc une aide supplémentaire pour piloter les projets en milieux complexes comme dans le secteur de la santé et de l'entreprise / Within the framework of the management of project, for a bigger efficiency, it is important to know the criteria which help the actors and the carriers of project to direct better the future of their project. Our work aim to the design and the validation of the process of a project of change. The design of the criteria was elaborated with the functional analysis and the decision-making analysis of every element constituting the process of project. These criteria so defined were validated by pooled stemming from the company and from the health to determine their capacity to stabilize the project in its phase of implementation (robustness) or to impulse of new projects (emergence). An analysis of the results between the health and the company, allowed us to put in evidence the correctness of our hypothesis by characterizing a nwnber of criteria that influencing the future of the project. The knowledge of these criteria is thus a supplementary help to pilot the projects in complex organization in health sector and the company

Les systèmes temps réel à contraintes temporelles strictes sont caractérisés par des ensembles de tâches pour lesquelles sont connus l'échéance, le modèle d'arrivée (fréquence) et la durée d'exécution pire cas (WCET). Nous nous intéressons à l'ordonnancement de ces systèmes sur plate-forme multiprocesseur. Garantir le respect des échéances pour un algorithme d'ordonnancement est l'une des problématiques majeures de cette thématique. Nous allons plus loin en nous intéressant à la sûreté temporelle, que nous caractérisons par les propriétés (i) de robustesse et (ii) de viabilité. La robustesse consiste à proposer un intervalle sur les augmentations(i-a) de WCET et (i-b) de fréquence tel que les échéances soient respectées. La viabilité consiste cette fois à garantir le respect des échéances lors du relâchement des contraintes (ii-a) de WCET (réduction), (ii-b) de fréquence (réduction) et (ii-c) d'échéance(augmentation). La robustesse revient alors à tolérer l'imprévu, tandis que la viabilité est la garantie que l'algorithme d'ordonnancement n'est pas sujet à des anomalies suite à un relâchement de contraintes. Nous considérons l'ordonnancement en priorités fixes, où chaque occurrence d'une tâche est ordonnancée avec la même priorité. Dans un premier temps, nous étudions la propriété de robustesse dans les approches d'ordonnancement hors-ligne et sans migration (partitionnement). Nous traitons le cas des tâches avec ou sans partage de ressources. Dans un second temps, nous étudions la propriété de viabilité d'une approche d'ordonnancement en ligne avec migrations restreintes et sans partage de ressources / The hard real-time systems are characterized by sets of tasks for which are known the deadline, the arrival model (frequency) and the Worst-Case Execution Time (WCET). We focus on the scheduling of these systems on multiprocessor platforms. One of the main issues of this topic is to ensure that all deadlines are met. We go further by focusing on the temporal safety which we characterized by the properties of (i) robustness and (ii) sustainability. The robustness consists in providing an interval on the increases of (i-a) WCET and (i-b) frequency in such a way that the deadlines are met. The sustainability consists in ensuring that no deadline is missed when the following constraints are relaxed : (ii-a) WCET (decreasing), (ii-b) frequency (decreasing) and (ii-c) deadline (increasing). The robustness amounts to tolerate unexpected behaviors while the sustainability is the guarantee that the scheduling algorithm does not suffer from anomalies because of a relaxation of constraints. We consider fixed-priority scheduling for which any job of a task is scheduled with the same priority. Firstly, we study the property of robustness in off-line scheduling approaches without migration (partitioning). We deal with the case of tasks with or without shared resources. Secondly, we study the property of sustainability of an online restricted-migration scheduling approach without shared resources

Master of Science / Department of Statistics / Paul I. Nelson / Suppose that based on data consisting of independent repetitions of an experiment a researcher wants to predict the outcome of the next independent outcome of the experiment. The researcher models the data as being realizations of independent, identically distributed random variables { Xi, i=1,2,..n} having density f() and the next outcome as the value of an independent random variable Y , also having density f() . We assume that the density f() lies in one of three location-scale families: standard normal (symmetric); Cauchy (symmetric, heavy-tailed); extreme value (asymmetric.). The researcher does not know the values of the location and scale parameters. For f() = f0() lying in one of these families, an exact prediction interval for Y can be constructed using equivariant estimators of the location and scale parameters to form a pivotal quantity based on { Xi, i=1,2,..n} and Y. This report investigates via a simulation study the performance of these prediction intervals in terms of coverage rate and length when the assumption that f() = f0() is correct and when it is not. The simulation results indicate that prediction intervals based on the assumption of normality perform quite well with normal and extreme value data and reasonably well with Cauchy data when the sample sizes are large. The heavy tailed Cauchy assumption only leads to prediction intervals that perform well with Cauchy data and is not robust when the data are normal and extreme value. Similarly, the asymmetric extreme value model leads to prediction intervals that only perform well with extreme value data. Overall, this study indicates robustness with respect to a mismatch between the assumed and actual distributions in some cases and a lack of robustness in others.