Dans un modèle qui peut s'avérer complexe et fortement non linéaire, les paramètres d'entrée, parfois en très grand nombre, peuvent être à l'origine d'une importante variabilité de la sortie. L'analyse de sensibilité globale est une approche stochastique permettant de repérer les principales sources d'incertitude du modèle, c'est-à-dire d'identifier et de hiérarchiser les variables d'entrée les plus influentes. De cette manière, il est possible de réduire la dimension d'un problème, et de diminuer l'incertitude des entrées. Les indices de Sobol, dont la construction repose sur une décomposition de la variance globale du modèle, sont des mesures très fréquemment utilisées pour atteindre de tels objectifs. Néanmoins, ces indices se basent sur la décomposition fonctionnelle de la sortie, aussi connue sous le nom de décomposition de Hoeffding. Mais cette décomposition n'est unique que si les variables d'entrée sont supposées indépendantes. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'extension des indices de Sobol pour des modèles à variables d'entrée dépendantes. Dans un premier temps, nous proposons une généralisation de la décomposition de Hoeffding au cas où la forme de la distribution des entrées est plus générale qu'une distribution produit. De cette décomposition généralisée aux contraintes d'orthogonalité spécifiques, il en découle la construction d'indices de sensibilité généralisés capable de mesurer la variabilité d'un ou plusieurs facteurs corrélés dans le modèle. Dans un second temps, nous proposons deux méthodes d'estimation de ces indices. La première est adaptée à des modèles à entrées dépendantes par paires. Elle repose sur la résolution numérique d'un système linéaire fonctionnel qui met en jeu des opérateurs de projection. La seconde méthode, qui peut s'appliquer à des modèles beaucoup plus généraux, repose sur la construction récursive d'un système de fonctions qui satisfont les contraintes d'orthogonalité liées à la décomposition généralisée. En parallèle, nous mettons en pratique ces méthodes sur différents cas tests.

Nous considérons le mouvement brownien branchant qui est un objet mathématique modélisant l'évolution d'une population. Dans ce système, les individus se déplacent indépendamment selon des mouvement browniens et se divisent indépendamment à taux 1 en deux individus. Nous nous intéressons à la position la plus à droite (resp. à gauche) au temps s, qui est définie comme le maximum (resp. le minimum) des positions des individus vivants à ce temps-là. D'après Lalley et Sellke \cite{Lalley-Sellke1987}, chaque individu apparu dans ce système aura un descendant atteignant la position la plus à droite. Nous étudions ce phénomène quantitativement, en estimant le premier instant où chaque individu vivant à l'instant s a eu un tel descendant. Nous étudions ensuite la marche aléatoire branchante en temps discret qui est un système analogue dans lequel les marches aléatoires sont indexées par un arbre de Galton-Watson. On définit de la même façon la position la plus à droite et celle la plus à gauche à la génération n. Nous considérons la marche partant de la racine qui va à la position la plus à gauche. le chemin reliant la racine à la position la plus à gauche. Nous montrons que cette marche, convenablement renormalisée, converge en loi vers une excursion brownienne normalisée. Dans la dernière partie de cette thèse, nous nous plaçons "dans un cadre avec un critère de sélection". Etant donné un arbre régulier dont chaque individu a N enfants, nous attachons à chaque individu une variable aléatoire. Toutes les variables attachées sont i.i.d., de loi uniforme sur [0,1]. La sélection intervient de la façon suivante: un individu est conservé si le long du chemin le plus court le reliant à la racine, les variables aléatoires attachées sont croissantes; les autres individus sont éliminés du système. Nous étudions le comportement asymptotique de la population dans le processus lorsque N tend vers l'infini.

David Hull et Philip Kitcher présentent tous deux une description des sciences qui tient compte autant de l'articulation logique des théories que de leur dynamique sociale. Hull (1988a, 2001) tente de rendre compte du progrès scientifique par le biais d'une analyse sélectionniste, en s'appuyant sur les contingences sociales et les biais individuels en tant que pressions de sélections. Pour lui, un processus de sélection darwinien filtre les théories supérieures des théories inadéquates. Kitcher (1993) présente plutôt le progrès scientifique comme un changement de consensus résultant de processus sociaux et psychologiques qui mènent de manière fiable à la vérité. Les théories sont ainsi filtrées par une dynamique sociale qui sélectionne les théories selon la qualité de leur articulation logique. Kitcher (1988) exprime un doute à l'idée qu'un processus de sélection darwinien du type suggéré par Hull puisse ajouter quoi que ce soit à une explication du processus d'avancement des sciences. Ce mémoire tentera d'établir si cette critique de Kitcher est fondée. Dans cette optique, une analyse détaillée de l’approche de Hull sera nécessaire afin d’examiner comment il justifie le lien qu’il établit entre la pratique scientifique et un processus de sélection. Un contraste sera ensuite fait avec l’approche de Kitcher pour tester la force et la nécessité de ce lien et pour expliquer le désaccord de Kitcher. Cette analyse comparative permettra de préciser les avantages et les désavantages uniques à chacune des approches pour déterminer si une analyse sélectionniste est plus prometteuse qu’une analyse non-sélectionniste pour rendre compte du progrès scientifique. / David Hull and Philip Kitcher both present a description of science that acknowledges its social aspects as much as its logical aspects. Hull (1988a, 2001) suggests an account of scientific progress based on a selectionist analysis, presenting social contingencies and individual bias as selective pressures. According to him, a Darwinian selection process filters superior theories from those which are inadequate. Kitcher (1993) rather suggests that scientific progress is a change in consensus practice resulting from social and psychological processes which lead reliably to the truth. Theories are thus filtered by a social dynamic which selects theories according to the quality of their logical formulation. Kitcher (1988), in fact, doubts that a Darwinian selection process of the type suggested by Hull can add anything to explanations of the process of advancement of science. This memoir will try to determine whether this objection from Kitcher is sound. In this respect, a detailed analysis of Hull’s approach will be necessary to understand how he justifies the link between scientific practice and selection processes. A comparison will then be established with Kitcher’s approach to test the strength and the need for such a link and to explain Kitcher’s objections. This comparative analysis will then allow us to specify the advantages and disadvantages of each approach to determine if a selecionist analysis is more promising than a non-selectionist account to explain scientific progress.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les forêts tropicales saisonnières du Sud de la Péninsule du Yucatan sont des écosystèmes dynamiques qui subissent de fortes pressions d'origine anthropique. L'hétérogénéité spatiale résultant de la fragmentation de ces forêts peut avoir d'importants effets sur le processus de sélection des habitats. Chez les espèces avec de larges domaines vitaux, comme le sarcoramphe roi, Sarcoramphus papa, un oiseau nécrophage des forêts néotropicales, le choix des aires d'alimentation peut être influencé par les effets directs de la structure du paysage ainsi que ses effets indirects (via la compétition intra- et interspécifique pour la ressource). L'objectif de ma recherche est d'identifier l'impact de la structure du paysage sur la quête alimentaire du sarcoramphe roi. Pour atteindre cet objectif, 36 carcasses ont été installées dans le sud du Yucatan en 2010-2011, selon un design pairé. Premièrement, j'ai déterminé les effets du type de couverture spatiale à l'échelle locale ainsi que de la configuration et de la composition du paysage sur l'utilisation des carcasses du sarcoramphe roi. À l'échelle locale, deux types de couverture végétale ont été pris en considération (ouvert et forêt). À plus grande échelle, le pourcentage relatif de la forêt mature, des pâturages et des forêts basses inondables ainsi que l'agrégation de la forêt mature dans des paysages de 15 km de rayon ont été estimées. D'autres variables, telles que la distance à la route et au village le plus proche ont été incluses dans les modèles. Dans un deuxième temps, j'ai identifié l'impact de la structure du paysage sur l'abondance des espèces compétitrices, l'urubu à tête rouge, Carthartes aura, et l'urubu noir, Coragyps atratus , ainsi que l'effet collatéral de l'abondance de ces compétiteurs sur la quête alimentaire du sarcoramphe roi. Les résultats soulignent premièrement qu'une couverture de forêts tropicales matures plus grande et agrégée dans l'espace (i.e. grands massifs forestiers continus) est associée à une occurrence et un nombre plus élevé de sarcoramphes aux sites d'alimentation, ce qui suggère notamment la dépendance de cette espèce à ses dortoirs communaux. De plus, une augmentation de la couverture de pâturages a une influence positive sur le nombre de sarcoramphes aux carcasses. Cependant, cette sélection des pâturages peut représenter un piège écologique car les carcasses provenant du bétail peuvent contenir des xénobiotiques pouvant se bioaccumuler dans les oiseaux nécrophages. Finalement, les résultats démontrent l'importance des interactions écologiques interspécifiques dans le processus de sélection des habitats d'alimentation du sarcoramphe roi. Un nombre croissant de la principale espèce compétitrice (i.e. l'urubu noir) aux sites d'alimentation a un effet positif sur le nombre de sarcoramphes soulignant l'importance de l'activité des autres espèces pour la détection des carcasses chez le sarcoramphe roi via l'enrichissement local. Cependant, des nombres élevés d'urubus noirs (n >18) ont été associés à une diminution du nombre de sarcoramphes, résultant probablement de la compétition interspécifique pour la ressource alimentaire. Somme toute, dans les paysages modifiés par les activités anthropiques, le sarcoramphe roi pourrait être initialement favorisé par la présence de proies facilement détectables et de grandes tailles (e.g. le bétail bovin) ainsi que par les effets de l'enrichissement local. Par contre, l'augmentation rapide des populations d'urubus noirs accompagnée d'une diminution et d'une atomisation du couvert forestier mature pourrait éventuellement influencer négativement la quête alimentaire du sarcoramphe ainsi que le maintien de ses populations. Les stratégies de conservation pour les espèces avec de larges domaines vitaux telles que le sarcoramphe roi devraient être fondée sur une connaissance approfondie des conséquences de la fragmentation du paysage sur la disponibilité des ressources clés ainsi que sur les modifications des relations écologiques entre les espèces.

Les évaluations génomiques apportent une information précoce et suffisamment précise pour choisir les jeunes taureaux dans les schémas de sélection des bovins laitiers, incitant à remplacer le long processus de testage sur descendance par une étape de sélection génomique.Dès lors, seuls les candidats sélectionnés ont des filles avec performances et participent aux évaluations génétiques classiques. Cependant, toutes les informations ayant servi à la sélection ne sont plus incluses dans l'analyse et l'estimation des valeurs génétiques par la méthode du BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) peut être incorrecte.Les évaluations génétiques classiques restent indispensables pour l'évaluation des animaux non génotypés, pour la comparaison des taureaux à l'échelle mondiale, et pour le calcul des futures prédictions génomiques. Compte-tenu de la rapide intégration de la génomique dans les schémas de sélection des bovins laitiers, il était important d'en étudier les conséquences sur les évaluations génétiques classiques.A l'échelle nationale, nos simulations ont montré que les valeurs génétiques des taureaux retenus sur information génomique étaient systématiquement sous-estimées et moins précises quand l'étape de sélection génomique n'était pas prise en compte dans le modèle statistique. Pour éviter ce biais, une méthode a été testée avec succès : pour l'ensemble des candidats à la sélection, des pseudo-performances sont calculées à partir des index génomiques et analysées par le BLUP. Suivant la prise en compte ou non de l'étape de sélection génomique, les pays participant aux évaluations internationales peuvent fournir des données biaisées et/ou incomplètes, au risque de pénaliser fortement leurs propres taureaux dans les classements internationaux. La diversité des pratiques à l'échelle mondiale et l'interaction des possibles sources de biais dans les évaluations internationales rendent sa propagation incontrôlable et fortement dommageable.Il est donc nécessaire et urgent d'adapter les évaluations génétiques classiques pour prendre en compte l'information génomique et ses pratiques associées. Diverses approches récentes sont discutées afin de proposer des alternatives faciles à mettre en place dans les centres d'évaluation, permettant de maintenir des évaluations non biaisées mais aussi plus précises.

Cette thèse suit une démarche " materials-by-design " avec pour objectif le développement d'une méthode de conception dédiée aux panneaux sandwichs architecturés pour l'obtention de propriétés multifonctionnelles. Cette méthode s'appuie sur l'utilisation d'un algorithme génétique permettant simultanément une sélection de matériaux (variables discrètes) et un pré-dimensionnement du panneau (variables continues). Trois architectures de cœur ont été étudiées : les mousses, les nids-d'abeilles hexagonaux et les treillis tétraédriques. Dans cette thèse, on définit deux approches différentes de sélection des matériaux. Dans un premier temps, les matériaux architecturés sont considérés comme des matériaux existants, dont les propriétés sont référencées dans une base de données fermée. Cette approche est appelée optimisation par " voie réelle ". Afin d'ouvrir les possibilités en termes de sélection de matériaux, la deuxième approche considère une description semi-continue des matériaux architecturés et est appelée optimisation par " voie virtuelle ". Le matériau cœur est décrit par un matériau constitutif (variable discrète) et par une ou plusieurs variables géométriques continues représentant l'architecture. Utilisant ces deux approches, différentes propriétés d'emploi des panneaux sandwichs sont évaluées : rigidité et résistance en flexion, atténuation acoustique, résistance et isolation thermique, et enfin résistance aux chocs impulsionnels. Chaque fonction est optimisée à masse minimale par optimisation bi-objectifs. Différents cas d'optimisation tri-objectifs sont également présentés afin d'évaluer la compatibilité entre propriétés. En effet, la forme de la surface de compromis obtenue donne une indication sur la compatibilité entre les différents critères. Cette étape d'optimisation permet également l'identification des paramètres de conception optimaux. Dans le cas d'une optimisation par " voie virtuelle ", une comparaison directe entre architectures est aussi possible. Cependant, la démarche d'optimisation mise en place est complexe car globale et travaillant avec des variables mixtes. Deux méthodes mixtes, couplant l'algorithme génétique avec d'autres approches, sont proposées pour permettre un accroissement de la complexité de l'analyse tout en garantissant une complexité raisonnable de l'optimisation.