Les codes de transfert radiatif dans le système Terre-atmosphère sont déterminants pour comprendre et interpréter le signal mesuré par des instruments d'observation satellitaires. Actuellement, la problématique du transfert radiatif n'est bien maîtrisée que dans des cas simples, de scènes homogènes et planes. L'objectif des travaux menés dans cette thèse est de développer une méthode efficace de simulation d'observation de scènes hétérogènes avec relief. Pour cela, une première méthode basée sur une résolution statistique Monte Carlo a été développée, dans le but de réaliser un code de référence introduisant peu d'hypothèses simplificatrices dans le calcul. Cette méthode, consistant à simuler le trajet des photons dans l'atmosphère, est validée à l'aide d'un code de transfert établi, et de mesures de temps en calcul, et ne peut être utilisée de façon usuelle. Un modèle physique du transfert radiatif prenant en compte l'hétérogénéité et le relief du sol est développé dans une seconde partie. Ce modèle est basé sur l'amélioration de méthodes performantes, utilisées pour des sols plats, et prend en compte les nouvelles composantes dues à la topographie. Des hypothèses simplificatrices sont nécessairement introduites pour permettre ou optimiser le calcul du signal en entrée du capteur. La méthode de référence Monte Carlo est alors utilisée pour les valider. Enfin, dans une dernière partie, ce nouvel outil est utilisé pour évaluer les luminances observées dans une zone d'ombre. L'analyse porte essentiellement sur les variations spectrales des phénomènes de diffusion et de réflexions sur le relief avoisinant, afin d'estimer l'éventuel intérêt d'élargir la bande panchromatique classique vers les courtes longueurs d'onde pour améliorer la qualité du signal issu d'une zone d'ombre.

Les architectures avioniques traditionnelles peuvent être assimilées à un ensemble de systèmes distincts construit autour d'équipements dédiés interconnectés. Elles ne répondent plus aux critères de développement, de maintenance et d'évolution. Les avancées technologiques mènent à la définition de nouveaux concepts d'architectures tels que l'Architecture Modulaire Intégrée (AMI), basée sur le partage de ressources génériques. Ces architectures s'appuient sur la définition de modules logiciels et matériels interconnectés par des bus multiplexés. La complexité des projets de conception d'architectures AMI nécessitent de s'intéresser à une nouvelle génération d'outils permettant à l'intégrateur de décrire et d'évaluer différents choix d'implémentation. Ceci rejoint l'idée d'utiliser la modélisation et la simulation le plus tôt possible dans le cycle de développement des systèmes complexes. Nous proposons alors un environnement de conception basé sur quatre niveaux de modèles (Application, Architecture, Intégration et Exécution). Ces modèles sont suffisamment abstraits afin de permettre au concepteur de se concentrer sur les points importants mais sont également assez précis afin de capturer les informations essentielles à l'analyse de performances. Les trois premiers modèles sont instanciés afin d'obtenir une description globale d'un ensemble donné de fonctions avioniques allouées sur une plate-forme AMI. Le modèle Exécution est utilisé conjointement aux informations capturées par les autres modèles pour générer un modèle de simulation. Il s'appuie sur le formalisme LDC, basé sur le langage SDL, introduit pour permettre la description du comportement temporel des composants identifiés par le modèle d'Architecture, indépendamment d'un outil de simulation particulier. Le modèle de simulation, implémenté à l'aide du formalisme de simulation par événements discrets est exécuté par un environnement du marché, au travers du scénario décrit par le modèle d'Application.

Les Problèmes de Satisfaction de Contraintes (OSP) sont une branche de l'intelligence artificielle. Ils offrent un cadre formel, générique et simple pour représenter des problèmes de décision sur des domaines discrets. Sur ce cadre, de nombreuses techniques de recherche de solutions ou d'aide à cette recherche ont été développées: simplification, décomposition, recherche arborescente, recherche locale... Face à une instance à résoudre, il est difficile pour un utilisateur de choisir sa méthode de résolution et ses heuristiques de choix de variables et de valeurs. Pour éviter d'effectuer un choix, nous proposons une résolution coopérative où plusieurs méthodes utilisant chacune une heuristique particulière sont exécutées en parallèle et s'échangent des informations pertinentes. D'autre part, les méthodes classiques de recherche locale ou arborescente prennent difficilement en compte les connaissances et les préférences de l'utilisateur, ce qui peut se traduire par une inefficacité de la recherche et une mauvaise qualité des solutions produites. Dans une telle situation, nous proposons deux approches pour une résolution interactive. Dans la première, le rôle essentiel est tenu par le logiciel; l'utilisateur n'influe que sur la stratégie de recherche par le logiciel. Dans la seconde, le rôle essentiel est tenu par l'utilisateur, seul habilité à effectuer des choix. Le seul rôle du logiciel est de propager les conséquences de ces choix. Cette propagation s'effectue grâce à un algorithme générique s'appuyant sur une définition générique de niveaux de cohérence locale inverse. Ce schéma regroupe tous les niveaux de cohérence inverse connus et permet la définition de nouveaux niveaux.

La couche limite tridimensionnelle turbulente est le siège de phénomènes complexes, particulièrement du point de vue de la structure de la turbulence. L’exploitation des propriétés des équations de Prandtl permet un calcul très rapide par une méthode de marche en espace, ce qui facilite l'étude des performances de modèles de fermeture complexes. Le code de calcul de couche limite du CERT/DERAT a été étendu pour permettre des calculs en mode inverse ; des modèles de turbulence classiques, reposant sur l’intégration de une à cinq équations de transport pour les moments turbulents, ont été inclus dans la méthode en vue d’une utilisation industrielle. La surface sur laquelle se développe la couche limite peut être donnée par plusieurs blocs de maillage structuré, et la méthode proposée permet la coexistence de zones laminaires, transitionnelles ou turbulentes avec équations de transport. En couche limite tridimensionnelle, la contrainte de cisaillement turbulente n'est pas alignée avec la contrainte visqueuse. Les modèles a viscosité tourbillonnaire étant incapables de reproduire cette propriété, une autre partie de l’étude, plus fondamentale, examine les développements récents sur la fermeture au second ordre. L'accent porte particulièrement sur le tenseur des corrélations pression-déformation, et ses propriétés pour la couche limite tridimensionnelle sont étudiées. Les adaptations nécessaires pour prendre en compte la présence de la paroi sont également présentées. Tout le tenseur à de Reynolds a été intégré numériquement par des approches à une ou deux couches pour évaluer des fermetures récentes non linéaires en écoulement tridimensionnel, sur les cas d’une aile en flèche et d’un ellipsoïde de révolution en incidence. Une excellente prévision de l’écoulement moyen, et des désalignements, bien qu’encore trop peu importants, ont pu être obtenus avec certains modèles.

Ce mémoire présente des résultats théoriques et pratiques concernant l'utilisation de l'injection physique de fautes. Nous proposons une méthode de test qui intègre les deux objectifs de la validation (vérification et évaluation), englobant les aspects suivants: a) la définition d'une architecture de test repartie avec support pour l'injection physique de fautes; b) la sélection de la séquence de test, qui doit considérer les fautes comme une entrée supplémentaire de test; c) la détermination que le service observe satisfait aux propriétés spécifiées et; d) l'estimation de la couverture des mécanismes de tolérance aux fautes basée sur les relevés collectés lors des expériences. Afin d'avoir des estimations de bonne qualité, et de réduire le temps et l'effort de réalisation des tests, des méthodes de sondage sont appliquées; en particulier, pour le traitement des non réponses (expériences non-significatives) nous proposons l'utilisation d'un sondage stratifié a posteriori basé sur les groupes d'équipotentielles affectées par les tests. Cette méthode a été appliquée à la validation d'une architecture répartie, ouverte et tolérante aux fautes, définie dans le cadre du projet delta-4 du programme européen esprit. Les résultats obtenus montrent l'apport considérable de l'injection physique de fautes dans le processus de validation de systèmes tolérants aux fautes.

L'objectif de ce travail est de caractériser en micro-ondes les couches minces de supraconducteurs à haute température critique. Les deux paramètres physiques accessibles sont l'impédance de surface et la profondeur de pénétration dans le supraconducteur. La méthode de mesure est basée sur l'utilisation d'un anneau résonant micro-onde dont on détermine le comportement en fonction de la fréquence. Dans une première partie, nous avons modélisé le dispositif expérimental de mesure afin de pouvoir extraire les paramètres physiques utiles des résultats expérimentaux. Dans une deuxième partie, nous avons décrit différentes méthodes d'élaboration de couches minces et plus particulièrement la méthode de pulvérisation cathodique et la méthode de l'ablation laser. Nous rapportons les résultats obtenus pour chacune de ces deux méthodes en fonction des conditions de dépôt. Enfin, nous discutons des mesures effectuées en micro-ondes. Nous avons pu montrer que les mesures de la profondeur de pénétration permettent d'obtenir des renseignements sur la structure granulaire des films.

Une méthode de calcul de couches limites tridimensionnelles se développant autour d'obstacles profiles quelconques a été mise au point. Le domaine d'application de celle-ci va, en laminaire, de l'incompressible au supersonique. En écoulement turbulent, il est limité par la validité du modèle de longueur de mélange utilisé. Le schéma numérique adopté est de type semi-implicite. Les équations de quantité de mouvement et d'énergie sont discrétisées suivant les lignes de courant locales, cela afin de respecter rigoureusement les contraintes liées à la nature parabolique du système d'équations. Contrairement aux méthodes habituelles qui utilisent les coordonnées généralisées, on se sert comme intermédiaire de calcul du plan tangent osculateur en chaque nœud du maillage de surface lié à l'obstacle, évitant ainsi d'imposer une hypothèse de régularité supplémentaire pour les lignes de maillage de données. Il est ainsi possible de limiter, voire de supprimer, la phase de prétraitement des données venant du calcul fluide parfait.

Cette thèse étudie les spécifications d'un système informatique d'assistance au mathématicien s'inspirant de l'activité mathématique naturelle. La démarche est structurée relativement aux trois questions suivantes: 1) quelle est la nature de l'activité mathématique ? ; 2) que peut-on souhaiter pour un tel système ? ; 3) que peut-on proposer ? La partie 1 élabore des modèles cognitifs, se situe en complément du raisonnement heuristique, analyse le langage mathématique et préconise le développement d'une linguistique des mathématiques. Elle étudie des textes de démonstration, et les structures notamment à partir de la notion de preuve à granularité variable. Le cas apparemment simple des manipulations de formules est alors étudié en partie 2 afin de réaliser un assistant mathématicien intelligent (ami), chargé de taches élémentaires dans un atelier mathématique intégré (ami). La partie 3 débute par un état des lieux des mathématiques assistées par ordinateur (mao). Elle propose un modèle de formules basé sur trois structures couplées (apparente, textuelle et mathématique) pour enrichir l'interaction de manipulation de formules. Elle étudie l'analyse et la génération de formules pour le cas du sigma, et montre la complexité des connaissances mathématiques à fournir. Elle présente enfin les mécanismes envisagés pour l'utilisation d'identités remarquables. Cette thèse illustre une approche plus générale : 1) analyse d'une activité conceptuelle via le langage : 2) transcription en une activité naturelle d'assistance par un système ; 3) développement expérimental ascendant de ce système. Le rôle de l'homme est prédominant dans cette approche dite intercom, comme il l'est également dans la problématique générale de l'assistance au travail scientifique. Elle est validée dans cette thèse par un jeu de modèles et de scenarii.

Cette étude s'intéresse à l'analyse non linéaire géométrique statique des coques par éléments finis tridimensionnels dégénérés, avec intégration explicite dans l'épaisseur. Les formulations lagrangiennes totale et actualisée sont présentées. L'élément fini développé est prévu pour modéliser des coques minces ou modérément épaisses et le matériau peut être isotrope ou composite orthotrope. Cet élément fini donne de bons résultats mais demande un temps de calcul élevé des opérateurs non-linéaires si l'intégration numérique dans l'épaisseur est utilisée pour les multicouches. Pour cela le problème tridimensionnel du calcul des matrices de rigidité tangente et des efforts intérieurs est ici ramené a un problème bidimensionnel, l'intégration suivant l'épaisseur étant effectuée explicitement et non numériquement. Ceci nécessite d'écrire préalablement les développements limités des différents opérateurs en fonction de la variable épaisseur. L'intégration suivant les deux directions du plan tangent reste numérique et réduite, de manière à atténuer les problèmes de verrouillage dans le cas des coques minces. Les applications numériques comparent cet élément à d'autres éléments de coques ou plaques ainsi qu'au même élément utilisant l’intégration numérique dans l'épaisseur de chaque couche. Les temps de calcul sont examinés dans le cas de l'analyse non-linéaire des structures composites multicouches. Cet élément fini a été implanté dans le code de calcul de l'Aérospatiale, ASELF (AéroSpatiale ELéments Finis), et permet les calculs de type flambement critique et l'analyse non linéaire complète avec les techniques de pilotage en charge imposée, déplacement imposé, longueur d'arc imposée.

Le radar à synthèse d'ouverture est un instrument aéroporté (ou spatial) permettant la prise d'images du sol de haute résolution. Son fonctionnement, contrairement aux instruments optiques, ne dépend ni de la luminosité naturelle ni de la présence de nuages. Cette performance est atteinte au prix d'un traitement très exigeant en quantité de calculs. Un calculateur effectuant ce traitement en temps réel est étudié et réalisé. Il comporte une partie analogique et une autre numérique. Au cœur du système, un convoluteur à ondes acoustiques de surface effectue la convolution du signal radar avec une réplique programmable de 83 points complexes, en 6, 4 s. La partie numérique est composée d'une mémoire tournante de 8 Mbit, un générateur numérique des répliques et une interface de sortie. Une image de la région survolée est affichée en temps réel à bord sur un écran vidéo et peut également être enregistrée puis restituée au sol. Plusieurs images traitées par ce calculateur sont comparées. Leur excellente qualité démontre la validité du principe de traitement, s'appuyant sur l'utilisation d'un convoluteur à ondes acoustiques de surface.