O uso de ferramentas matemáticas e computacionais se faz cada vez mais presente nos estudos da dinâmica predador-presa devido à complexidade das populações que sofrem influências externas relativas à interação com o ambiente. O objetivo deste estudo foi investigar as equações de Lotka-Volterra e aplicá-las para modelar e descrever a dinâmica da interação entre o inseto Cryptolaemus montrouzieri (predador) e sua presa, a cochonilha-do-carmim (Dactylopius opuntiae) visando identificar cenários que conduzam ao combate da cochonilha. Esta é uma praga que tem atacado severamente as áreas de cultivo da palma forrageira, utilizada para alimentação de caprinos, ovinos e bovinos causando prejuízos econômicos, ambientais e sociais à região do semiárido nordestino. A destruição dos palmais devido ao ataque da cochonilha obriga os agricultores a se desfazerem dos seus rebanhos, migrarem para outras regiões ou devastar áreas da Caatinga para realizar novos plantios de palma. Diante do exposto, verifica-se a necessidade de prover suporte para uma cultura sustentável da palma forrageira, essencial para o gado leiteiro. Para fins de controle de pragas, órgãos como a Embrapa e o IPA têm recomendado o controle biológico da cochonilha através da introdução de seu inimigo natural (C. montrouzieri) que tem se mostrado eficiente no combate à praga. Neste trabalho foram realizadas simulações da evolução das populações de D. opuntiae e de C. montrouzieri utilizando as equações que representam o modelo Lotka-Volterra e suas variantes. Os resultados desta pesquisa têm tornado possível sugerir a quantidade de predadores a ser inserida no ambiente natural para buscar combater e controlar a infestação de pragas que tem causado danos à região do Semiárido do Nordeste. O uso do modelo não apenas possibilita sugerir a população de predadores para interagir com a espécie presa numa relação trófica, como também permite o monitoramento da conformidade da evolução populacional das espécies estudadas / The use of mathematical and computational tools have been found within studies of the dynamics of predator-prey due to the complexities of the population evolution that suffer external influences of their interaction with the environment. Within this context, this work aims at investigating the Lotka-Volterra model and apply them to capture and describe the dynamics of the interaction between the Cryptolaemus montrouzieri (predator) and its prey, the cochineal-carmine (Dactylopius opuntiae) in order to identify scenarios that aim at reducing the amount of ladybug. This a pest that has infested a large area in the semiarid region of the Northeast Brazil where the cactus pear has been used as a base of supply for ruminants. As a result, environmental damages as well as social and economic losses have occurred. This pest infestation has caused farmers migration to other areas. Given the above, there is a need to provide support for a sustainable cultivation of cactus pear. For the purpose of pest control, agencies such as Embrapa and IPA have recommended biological control of ladybug by introducing natural enemies such as C. montrouzieri that has been effective at reducing the pest. In that sense, within this work simulations of population evolution for D. opuntiae and C. montrouzieri have been made by using the Lotka-Volterra equations as well as its variants. Results of this research has made possible to suggest the amount of predators that might be inserted into the natural environment aiming at reducing and control pest infestation in a case study of the semiarid region of the Northeast Brazil. The use of the model not only allows suggesting the population of predators for species within a trophic interaction, but also allows the monitoring of compliance of the evolution of the species under study

Orientador: Samuel da Silva / Abstract: Nonlinear structures are frequent in structural dynamics, specially considering screwed components, with joints, clearance or flexible components presenting large displacements. In this sense the monitoring of systems based on classical linear methods, as the ones based on modal parameters, can drastically fail to characterize nonlinear effects. This thesis proposed the use of Volterra series for nonlinear system identification aiming applications in damage detection and parameter quantification. The property of this model of representing the linear and nonlinear components of the response of a system was used to formulate damage features to make clear the need of nonlinear modeling. Also metrics based on the linear and nonlinear residues of the terms of the Volterra model were employed to identify parametric models of the structure. The proposed methodologies are illustrated in experimental setups to show the relevance of nonlinear phenomena in the structural health monitoring. / Resumo: Estruturas com comportamento não-linear são frequentes em dinâmica estrutural, principalmente considerando componentes parafusados, com juntas, folgas ou estruturas flexíveis sujeitas à grandes deslocamentos. Desse modo, o monitoramento de estruturas com métodos lineares clássicos, como os baseados em parâmetros modais, podem falhar drasticamente em caracterizar efeitos não-lineares. Neste trabalho foi proposta a utilização de séries de Volterra para identificação de sistemas mecânicos não-lineares em aplicações de detecção de danos e quantificação de parâmetros. A propriedade deste modelo de representar separadamente os componentes de resposta linear e não-linear do sistema foi aplicada para se construir índices de dano que evidenciam a necessidade de modelagem não-linear. Além disso métricas de resíduo linear e não-linear dos termos do modelo de Volterra são empregadas para identificar modelos paramétricos da estrutura. As metodologias propostas são ilustradas em bancadas experimentais de modo a evidenciar a importância de fenômenos não-lineares para o monitoramento de estruturas. / Doutor

Orientadores: Milton Dias Junior e Vicente Lopes Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T04:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_Samuelda_D.pdf: 9025537 bytes, checksum: ac86884d08ba00adbf77aeac335e7acc (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A contribuição deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para detecção e localização de danos considerando apenas respostas de deslocamento ou aceleração e medidas obtidas por atuadores e sensores piezelétricos (PZTs) distribuídos e colados em estruturas flexíveis. Modelos de filtros discretos do tipo auto-regressivos, como AR-ARX, ARMA e ARMAX, são usados para extrair um indicador de danos a partir dos erros de predição linear destes filtros. Investiga-se também o uso de séries discretas de Wiener/Volterra escritas com filtros de Kautz para obtenção de erros de predição não-lineares. Para classificar os erros de predição (lineares ou não-lineares) nas classes ¿sem dano¿ ou ¿com dano¿ comparou-se o uso de ferramentas não-supervisionadas de classificação de padrões estatísticos, como agrupamento fuzzy e controle estatístico de processos. Testes numéricos e experimentais foram realizados e os resultados alcançados com a metodologia desenvolvida apresentaram vantagens em relação aos métodos convencionais que são discutidas no decorrer do trabalho / Abstract: This work proposes a novel approach to detect and locate incipient damage in structures by using only acceleration responses and coupled piezoelectric actuators and sensors. Though the major focus in smart damage detection is given by on the monitoring of the electrical impedance in the frequency domain, the current contribution applies a novel technique based on time series analysis. Regressive models, such as AR-ARX, ARMA and ARMAX, are employed to extract a feature index using the linear prediction errors. The use of nonlinear prediction by using discrete-time Wiener/Volterra models expanded by Kautz filter is also investigated. In order to decide correctly whether damage exists or not, a set of unsurpervised statistical pattern recognition techniques, namely the fuzzy clustering and the statistical process control, are implemented. Several numerical and experimental tests are performed to illustrate and compare the methodology developed with classical approaches. The efficacy of the approach is demonstrated through these tests / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-29T19:13:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese-Thamires.pdf: 818214 bytes, checksum: 5697cce4e93e09e89c5150c064df333e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-29T19:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese-Thamires.pdf: 818214 bytes, checksum: 5697cce4e93e09e89c5150c064df333e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / CNPQ / Este trabalho trata da teoria de existência, unicidade, regularidade, continuação e alternativa de Blow-up de solução brandas para Equação de Volterra Fracionarias com condições iniciais locais cujo termo não linear satisfaz certas propriedades localmente Lipschitz. Analisamos também o caso de condições iniciais não locais e não linearidades verificando condições do tipo Caratheodory. Neste caso estudamos as propriedades topológicas do conjunto soluções de tais equações. / his work deals with existence, uniqueness, regularity, continuation and Blow up Alternative of mild solutions for Fractional Volterra Equations with local initial conditions, whose nonlinear terms satisfy some locally Lipschitz properties. Moreover we analyse thecase of nonlocal initial conditions and nonlinearities of Caratheodory type. In this case, we study topological properties of the solution set of such equations.

Orientadores: Wagner Caradori do Amaral, Ricardo Jose Gabrielli Barreto Campello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T00:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_Alexda_D.pdf: 1534572 bytes, checksum: 9100bf7dc7bd642daebdac3e973c668c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho enfoca a modelagem de sistemas não-lineares usando modelos de Volterra com funções de base ortonormal (Orthonormal Basis Functions - OBF). Os modelos de Volterra representam uma generalização do modelo de resposta ao impulso para a descrição de sistemas não-lineares e, em geral, exigem um elevado número de termos para representar os kernels de Volterra. Esta desvantagem pode ser superada representando-se os kernels usando um conjunto de funções ortonormais. O modelo resultante, conhecido como modelo OBF-Volterra, pode ser truncado em um n'umero menor de termos se as funções da base forem projetadas adequadamente. O problema central é como selecionar os polos livres que completamente parametrizam estas funções, particularmente as funções de Kautz e as funções ortonormais generalizadas (Generalized Orthonormal Basis Functions - GOBF). Uma das abordagens adotadas para resolver este problema envolve a minimização de um limitante superior para o erro resultante do truncamento da expansao do kernel. Cada kernel multidimensional é decomposto em um conjunto de bases de Kautz independentes, em que cada base é parametrizada por um par individual de pólos complexos conjugados com a intenção de representar a dinamica dominante do kernel ao longo de uma dimensão particular. Obtem-se uma solução analítica para um dos parâmetros de Kautz, válida para modelos de Volterra de qualquer ordem. Outra abordagem envolve a otimização numerica das bases de funções ortonormais usadas para a aproximação de sistemas dinamicos. Esta estrategia e baseada no cálculo de expressões analíticas para os gradientes da sa?da dos filtros ortonormais com relação aos pólos da base. Estes gradientes fornecem direções de busca exatas para otimizar os pólos de uma dada base ortonormal. As direções de busca, por sua vez, podem ser usadas como parte de um procedimento de otimização para obter o mínimo de uma função de custo que leva em consideração o erro de estimação da saída do sistema. As expressões relativas à base de Kautz e à base GOBF são obtidas. A metodologia proposta conta somente com dados entrada-sa'?da medidos do sistema a ser modelado, isto é, não se exige nenhuma informação prévia sobre os kernels de Volterra. Exemplos de simulação ilustram a aplicação desta abordagem para a modelagem de sistemas lineares e não-lineares, incluindo um sistema real de levitação magnética com comportamento oscilatorio. Por ultimo, estuda-se a representação de sistemas dinâmicos incertos baseada em modelos com incerteza estruturada. A incerteza de um conjunto de kernels de Volterra e mapeada em intervalos de pertinência que definem os coeficientes da expansão ortonormal. Condições adicionais são propostas para garantir que todos os kernels do processo sejam representados pelo modelo, o que permite estimar os limites das incertezas / Abstract: This work is concerned with the modeling of nonlinear systems using Volterra models with orthonormal basis functions (OBF). Volterra models represent a generalization of the impulse response model for the description of nonlinear systems and, in general, require a large number of terms for representing the Volterra kernels. Such a drawback can be overcome by representing the kernels using a set of orthonormal functions. The resulting model, so-called OBF-Volterra model, can be truncated into fewer terms if the basis functions are properly designed. The underlying problem is how to select the free-design poles that fully parameterize these functions, particularly the two-parameter Kautz functions and the Generalized Orthonormal Basis Functions (GOBF). One of the approaches adopted to solve this problem involves minimizing an upper bound for the error resulting from the truncation of the kernel expansion. Each multidimensional kernel is decomposed into a set of independent Kautz bases, in which every basis is parameterized by an individual pair of complex conjugate poles intended to represent the dominant dynamic of the kernel along a particular dimension. An analytical solution for one of the Kautz parameters, valid for Volterra models of any order, is derived. Other approach involves the numerical optimization of orthonormal bases of functions used for approximation of dynamic systems. This strategy is based on the computation of analytical expressions for the gradients of the output of the orthonormal filters with respect to the basis poles. These gradients provide exact search directions for optimizing the poles of a given orthonormal basis. Such search directions can, in turn, be used as part of an optimization procedure to locate the minimum of a cost-function that takes into consideration the error of estimation of the system output. The expressions relative to the Kautz basis and to the GOBF are addressed. The proposed methodology relies solely on input-output data measured from the system to be modeled, i.e., no previous information about the Volterra kernels is required. Simulation examples illustrate the application of this approach to the modeling of linear and nonlinear systems, including a real magnetic levitation system with oscillatory behavior. At last, the representation of uncertain systems based on models having structured uncertainty is studied. The uncertainty of a set of Volterra kernels is mapped on to intervals defining the coefficients of the orthonormal expansion. Additional conditions are proposed to guarantee that all the process kernels to be represented by the model, which allows estimating the uncertainty bounds / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Kishimoto.pdf: 6514091 bytes, checksum: cb3893235ae3a54cbfa637835b6903e8 (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / Instituto Presbiteriano Mackenzie / In digital game development, it is not uncommon to split the development process in three stages: pre-production, production and post-production. Game planning occurs in pre-production, in which game concept ideas are discussed and defined. In this stage, developers start working on the game design, describing what the game is about, its theme, number of players, game objectives, and others. Game design also includes game mechanics,which describes game rules, what players can and cannot do and how the game systems work. The production stage involves coding and asset creation that are used to build the game. Once the game is done, developers reach the post-production stage, shipping the game and entering the maintenance phase (bug fixing and updates). As for systems, it is possible to model a system using mathematical equations and verify its behaviour via temporal analysis. From this, this thesis aimed to evaluate the possibility of using dynamical systems as a tool to help defining game mechanics for digital games, including definition and analysis of agents and objects and their interaction via temporal analysis of the system. The time travel concept was included to offer players the ability to modify the initial parameters of the system modelled in a game, as a way to solve the challenges and problems presented in the game by changing the system behaviour over time. A digital game was developed as proof of concept, and its mechanics was based on the Lotka-Volterra model with logistic growth, applied to a three-species food chain. An agent-based three-species prey-predator model was also included in the game, and both models' behavior and outcome were compared. A pretest was taken by 11 users to evaluate the use of dynamical system as game mechanics as well as the time travel feature available in the game developed in this thesis. The proof of concept was evaluated and, together with the pretest results, it was confirmed that dynamical systems as game mechanics is possible, as it establishes the relationship between species and set the rules of temporal evolution for the game. / Na área de desenvolvimento de jogos digitais, costuma-se dividir o processo de desenvolvimento em três etapas: pré-produção, produção e pós-produção. A pré-produção envolve o planejamento do jogo, em que conceitos sobre este são discutidos e a ideia a ser desenvolvida é selecionada. Nessa etapa, começa o trabalho de game design (projeto de jogo), no qual se define sobre o que é o jogo, o tema, quantidade de jogadores, objetivos, entre outros. Um dos elementos de jogo definido no game design é a mecânica, que indica as regras e funcionamento do jogo. A produção é a etapa em que código e recursos áudiovisuais săo criados a fim de construir o jogo elaborado na pré-produção. Após o jogo ser desenvolvido, entra-se na etapa de pós-produção, com a distribuição do jogo e manutenção (correções posteriores e atualizações). Quanto ao funcionamento de um sistema real ou fictício, é possível modelar um sistema por meio de equações matemáticas e analisar seu comportamento a partir da evolução temporal. A partir disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a possibilidade do uso de sistemas dinâmicos como ferramenta para elaboração da mecânica de jogos digitais, a fim de definir e analisar comportamentos de agentes e objetos e suas interações por meio da evolução temporal do sistema. Propôs-se a inclusão de viagem no tempo para permitir que o jogador modificasse parâmetros iniciais do sistema modelado, redefinindo o comportamento do sistema com o passar do tempo, com o objetivo de solucionar os desafios e problemas dispostos no âmbito do jogo. Para a realização da prova de conceito foi desenvolvido um jogo digital, sendo que aplicou-se como mecânica o modelo de Lotka-Volterra com crescimento logístico para uma cadeia alimentar de três espécies, assim como um sistema presa-predador baseado em agentes, a fim de comparar o funcionamento e comportamento de ambos os modelos. Realizou-se um teste preliminar com 11 usuários para avaliar o jogo desenvolvido na presente pesquisa quanto ao uso de sistemas dinâmicos como mecânica e ŕ funcionalidade de viagem no tempo. Com a análise da prova de conceito e resultados obtidos com o teste preliminar, confirmou-se a possibilidade de aplicação de sistemas dinâmicos como mecânica em jogos digitais, sendo possível estabelecer a relação entre espécies e definir as regras de evolução temporal no âmbito do jogo.

The thesis describes various modifications of the predator-prey model. The modifications are considering several harvesting methods. At the beginning a solution and a sensitivity analysis of the basic model are provided. The first modification is the percentage harvesting model, which could be easily converted to the basic model. Secondly a constant harvesting including a linearization is derived. A significant part is devoted to regulation models with special a focus on environmental applications and the stability of the system. Optimization algorithms for one and both species harvesting are derived and back-tested. One species harvesting is based on econometrical tools; the core of two species harvesting is the modified Newton's method. The economic applications of the model in macroeconomics and oligopoly theory are expanded using the methods derived in the thesis.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mirella_renata.pdf: 1480280 bytes, checksum: 15dfff5f39ca1626a0e638550e849fec (MD5) Previous issue date: 2012-05-08 / The use of mathematical and computational tools have been found within studies of the dynamics of predator-prey due to the complexities of the population evolution that suffer external influences of their interaction with the environment. Within this context, this work aims at investigating the Lotka-Volterra model and apply them to capture and describe the dynamics of the interaction between the Cryptolaemus montrouzieri (predator) and its prey, the cochineal-carmine (Dactylopius opuntiae) in order to identify scenarios that aim at reducing the amount of ladybug. This a pest that has infested a large area in the semiarid region of the Northeast Brazil where the cactus pear has been used as a base of supply for ruminants. As a result, environmental damages as well as social and economic losses have occurred. This pest infestation has caused farmers migration to other areas. Given the above, there is a need to provide support for a sustainable cultivation of cactus pear. For the purpose of pest control, agencies such as Embrapa and IPA have recommended biological control of ladybug by introducing natural enemies such as C. montrouzieri that has been effective at reducing the pest. In that sense, within this work simulations of population evolution for D. opuntiae and C. montrouzieri have been made by using the Lotka-Volterra equations as well as its variants. Results of this research has made possible to suggest the amount of predators that might be inserted into the natural environment aiming at reducing and control pest infestation in a case study of the semiarid region of the Northeast Brazil. The use of the model not only allows suggesting the population of predators for species within a trophic interaction, but also allows the monitoring of compliance of the evolution of the species under study / O uso de ferramentas matemáticas e computacionais se faz cada vez mais presente nos estudos da dinâmica predador-presa devido à complexidade das populações que sofrem influências externas relativas à interação com o ambiente. O objetivo deste estudo foi investigar as equações de Lotka-Volterra e aplicá-las para modelar e descrever a dinâmica da interação entre o inseto Cryptolaemus montrouzieri (predador) e sua presa, a cochonilha-do-carmim (Dactylopius opuntiae) visando identificar cenários que conduzam ao combate da cochonilha. Esta é uma praga que tem atacado severamente as áreas de cultivo da palma forrageira, utilizada para alimentação de caprinos, ovinos e bovinos causando prejuízos econômicos, ambientais e sociais à região do semiárido nordestino. A destruição dos palmais devido ao ataque da cochonilha obriga os agricultores a se desfazerem dos seus rebanhos, migrarem para outras regiões ou devastar áreas da Caatinga para realizar novos plantios de palma. Diante do exposto, verifica-se a necessidade de prover suporte para uma cultura sustentável da palma forrageira, essencial para o gado leiteiro. Para fins de controle de pragas, órgãos como a Embrapa e o IPA têm recomendado o controle biológico da cochonilha através da introdução de seu inimigo natural (C. montrouzieri) que tem se mostrado eficiente no combate à praga. Neste trabalho foram realizadas simulações da evolução das populações de D. opuntiae e de C. montrouzieri utilizando as equações que representam o modelo Lotka-Volterra e suas variantes. Os resultados desta pesquisa têm tornado possível sugerir a quantidade de predadores a ser inserida no ambiente natural para buscar combater e controlar a infestação de pragas que tem causado danos à região do Semiárido do Nordeste. O uso do modelo não apenas possibilita sugerir a população de predadores para interagir com a espécie presa numa relação trófica, como também permite o monitoramento da conformidade da evolução populacional das espécies estudadas

Orientador: Samuel da Silva / Abstract: Structural Health Monitoring (SHM) methodologies aim to develop techniques able to detect, localize, quantify and predict the progress of damages in civil, aerospatial and mechanical structures. In the hierarchical process, the damage detection is the first and most important step. Despite the existence of numerous methods of damage detection based on vibration signals, two main problems can complicate the application of classical approaches: the nonlinear phenomena and the uncertainties. This thesis demonstrates the importance of the use of a stochastic nonlinear model in the damage detection problem considering the intrinsically nonlinear behavior of mechanical structures and the measured data variation. A new stochastic version of the Volterra series combined with random Kautz functions is proposed to predict the behavior of nonlinear systems, considering the presence of uncertainties. The stochastic model proposed is used in the damage detection process based on hypothesis tests. Firstly, the method is applied in a simulated study assuming a random Duffing oscillator exposed to the presence of a breathing crack modeled as a bilinear oscillator. Then, an experimental application considering a nonlinear beam subjected to the presence of damage with linear characteristics (loss of mass in a bolted connection) is performed, with the direct comparison between the results obtained using a deterministic and a stochastic model. Finally, an experimental application considering a n... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: As metodologias de Monitoramento da Integridade Estrutural (SHM) visam desenvolver técnicas capazes de detectar, localizar, quantificar e prever o progresso de danos em estruturas civis, aeroespaciais e mecânicas. Nesse processo hierárquico, a detecção de danos é o primeiro e mais importante passo. Apesar da existência de inúmeros métodos de detecção de danos baseados em sinais de vibração, dois problemas principais podem complicar a aplicação de abordagens clássicas: os fenômenos não lineares e as incertezas. Esta tese demonstra a importância do uso de um modelo não linear estocástico no problema de detecção de danos, considerando o comportamento intrinsecamente não linear de estruturas mecânicas e a variação dos dados medidos. Uma nova versão estocástica das séries de Volterra, combinada com funções aleatórias de Kautz, é proposta para prever o comportamento de sistemas não lineares, considerando a presença de incertezas. O modelo estocástico proposto é utilizado no processo de detecção de danos com base em testes de hipótese. Primeiramente, o método é aplicado em um estudo simulado, assumindo um oscilador Duffing aleatório exposto à presença de uma trinca respiratória modelada como um oscilador bilinear. Em seguida, uma aplicação experimental é realizada considerando uma viga não linear sujeita à presença de um dano com características lineares (perda de massa em uma conexão parafusada), com a comparação direta entre os resultados obtidos utilizando um modelo determinístic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Cette thèse est consacrée à l’exploitation des propriétés de non-circularité et de non-gaussianité des signaux d’intérêt (SOI) et/ou des interférences pour les transmissions sans fil et l’écoute passive. Dans une première partie de cette thèse, nous nous intéressons à l’extension des récepteurs SIMO-MLSE conventionnels vers de nouvelles architectures exploitant la potentielle non-circularité au second ordre des interférences co-canal (CCI), pour la démodulation de signaux rectilignes (BPSK, ASK), quasi-rectilignes (MSK, GMSK et OQAM) et à symboles complexes (QAM). L’architecture générale des récepteurs développés est basée sur un prétraitement avec une extension widely linear (WL) du filtre adapté spatio-temporel, ramenant le traitement de démodulation à un problème scalaire, un échantillonnage au rythme symbole et ensuite un organe de décision basé sur une version modifiée de l’algorithme de Viterbi. Pour le cas particulier des signaux quasi-rectiligne, on intercale un traitement de dérotation entre l’échantillonneur et l’organe de décision. Un travail de modélisation à temps discret des SOI, brouilleurs et du bruit de fond a été mené afin de créer des modèles de simulations pour la validation des expressions SINR analytiques interprétables, via l’évaluation des probabilités d’erreur symboles. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons à la formation de voies (Beamforming) non-linéaire à travers des structures de Volterra complexe du troisième ordre. Ces dernières permettent l’exploitation de la non-circularité jusqu’au sixième ordre ainsi que du caractère non-gaussien des SOI et/ou des interférences. Dans le contexte de l’écoute passive, nous avons introduit un beamformer MVDR de Volterra du troisième ordre utilisant la seule information a priori du vecteur directionnel du SOI et implémentable grâce à une structure équivalente GSC. Nous avons étudié ses performances en particulier par l’évaluation analytique des expressions du SINR en fonction des statistiques de l’interférence, et par sa vitesse d’apprentissage, démontrant ainsi sa supériorité par rapport aux beamformers MVDR linéaire et WL classiques. Dans un contexte de radiocommunications, nous avons étudié une version MMSE de ce beamformer de Volterra complexe du troisième ordre qui prend lui en compte les propriétés statistiques de non-circularité jusqu’au sixième ordre et de non-gaussianité du SOI et du CCI. La dernière partie de cette thèse est consacrée à la robustesse de tests de détection de rectilinéarité de signaux en présente d’offsets de fréquence. Ces tests sont importants pour ajuster la nature du traitement (linéaire ou WL) en fonction de la rectilinéarité des signaux, afin de garantir le meilleur rapport performance/temps de convergence des algorithmes / This thesis is devoted to exploit the non-circularity and non-gaussianity properties of signals of interest (SOI) and/or interference for wireless transmissions and passive listening. In the first part of this thesis, we are interested in the extension of conventional SIMO-MLSE receivers to new architectures exploiting the potential second order non-circularity of co-channel interference (CCI), for the demodulation of rectilinear signals (BPSK, ASK), quasi-rectilinear (MSK, GMSK and OQAM) and quadrature amplitude modulation (QAM). The general architecture of the developed receivers is based on a pre-processing with a widely linear (WL) extension of the spatio-temporal matched filter, bringing the demodulation processing back to a scalar problem, a sampling at the symbol rate and then a decision block based on a modified version of the Viterbi algorithm. For the particular case of the quasi-rectilinear signals, a derotation processing is interposed between the sampler and the decision block. A work on equivalent discrete time modeling of SOI, interferers and background noise has been carried out in order to create simulation models as for the validation of the interpretable analytic SINR expressions, by the evaluation of the symbol error rates. In a second part, we are interested to the beamforming through complex Volterra structures of the third order. These structures allow us the exploitation of the non-circularity up to the sixth order as well as the non-gaussian nature of the SOI and/or the interferences. For passive listening applications, we have introduced a third-order Volterra MVDR beamformer using only a priori information of SOI steering vector and implemented by an equivalent GSC structure. We have studied its performance, in particular by interpretable closed-form expressions as functions of statistics of the interference, and by its speed of learning, thus proving its advantages with respect to the conventional linear and WL MVDR beamformers. For wireless communications applications, we have studied an MMSE version of this complex Volterra beamformer of the third order that takes into account of the non-circularity up to the sixth order as well as the non-gaussian nature of the SOI and interference. The last part of this thesis is devoted to the robustness of rectilinearity tests in the presence of frequency offset. These tests are important for adjusting the processing (linear or WL) as a function of the rectilinearity of the signals in order to guarantee the best performance/convergence rate ratio of algorithms