L’objectif de cette thèse est l'amélioration de la connaissance des micrométéoroïdes et débris spatiaux en orbite basse terrestre, en mettant en évidence l'intérêt des expériences embarquées. Des échantillons exposés à l'espace sur LDEF et Mir ont été étudiés en vue de décrire la morphologie des cratères et perforations provoqués par impact. La taille, la profondeur, la circularité des cratères et la présence des résidus ont été examinés. L’analyse chimique EDX des résidus fournit la nature et l'origine de ces particules. L’influence de l'épaisseur de la cible, de la forme du projectile, de la vitesse et de l'angle d'impact du projectile sur la morphologie du cratère ont fait l'objet d'une étude expérimentale, utilisant un accélérateur électrostatique et des canons à gaz léger. Les flux mesurés sur les surfaces de LDEF et de Mir sont comparés aux valeurs obtenues par une modélisation incorporant le modèle de débris de Kessler et le modèle de météoroïdes de Grün. La répartition de l'énergie lors de l'impact est modélisée, au moyen du modèle de Gault et Heitowit, afin de calculer les pressions d'impact et les états de la particule à des vitesses différentes. L’hydrocode HULL est évalué pour sa capacité de modélisation du processus de cratérisation. Les dégradations subies par des couvertures thermiques, des polymères et des verres exposés à l'espace sont dues à la synergie entre les impacts, le cyclage thermique et le rayonnement UV. Ceci montre l'importance de la protection des satellites contre l'environnement spatial.

L’objectif des recherches présentées dans ce mémoire est de développer une nouvelle méthode d'analyse d'images de visualisation d'écoulements basée sur l'application de la transformée en ondelettes bidimensionnelles. Les travaux portent sur la restitution de champs de vitesse et sur l'analyse de structures tourbillonnaires à partir de visualisation d'écoulements ensemencés à l'aide de traceurs discrets ou continus. La spécificité des ondelettes utilisées permet d'effectuer un filtrage en taille et en direction sur l'image. Une étude paramétrique de ces ondelettes est réalisée afin d'adapter et d'optimiser l'outil d'analyse aux images d'écoulements. De cette façon, les directions et les extrémités d'un ensemble de segments laissés par des traceurs discrets peuvent être obtenues. De même, une analyse des structures tourbillonnaires visualisées à l'aide de traceurs continus peut être réalisée à différentes échelles. La méthode mise en place est utilisée pour caractériser un écoulement classique en mécanique des fluides. Celui-ci correspond aux détachements tourbillonnaires alternés en aval d'un obstacle prismatique place dans un écoulement hydraulique. Pour le champ de vitesse, les résultats obtenus sont comparés, soit à ceux de la littérature, soit à des mesures ponctuelles réalisées à l'aide d'un vélocimètre Doppler laser. Les résultats sur l'analyse de structures tourbillonnaires sont également présentés.

L’écoulement dans un fan à calage variable a été étudié avec une distorsion de pression totale imposée en entrée. L’étude comporte deux parties principales. Dans la première partie, l'écoulement dans le fan a été étudié en alimentation homogène. Les essais stationnaires ont fourni un ensemble de données pour un calcul numérique quasi-tridimensionnel. Une confrontation calcul-expérience a été réalisée. Les essais instationnaires effectués en utilisant une sonde a films chauds croisés ont permis de mesurer l'évolution du sillage au niveau de la roue mobile. Dans la deuxième partie, l'écoulement en entrée a été perturbé par une grille placée à une distance de 1.4 fois le diamètre devant le fan. Les cartes d'isobares et les indices de la distorsion induite ont été obtenus. Les fluctuations turbulentes et périodiques ont été mesurées séparément pour deux cas, sans et avec distorsion, en fonction du calage du fan. On propose deux méthodes de calcul. La première méthode utilisant la théorie linéarisée a permis d'étudier la distorsion circonférentielle de la pression totale. La deuxième utilisant la méthode des éléments finis avait pour but d'étudier des distorsions radiales. Les structures, les limitations et les avantages de ces modélisations ont été présentés avec les principaux résultats obtenus.

L’objet de cette thèse est l'étude de la notion de planification en boucle fermée, à travers les différentes phases que sont la mise à jour du modèle du monde, la génération, puis la révision du plan d'actions. Dans une première partie, nous définissons une structure révisable de représentation de l'environnement, qui repose sur la description de l'espace d'états du problème. Cela nous conduit à établir une distinction parmi les faits décrivant les états du monde, selon leurs comportements attendus au cours de la révision. Puis nous établissons un modèle d'action mono-variable basé sur le processus de révision précédemment défini. Une forme simplifiée (operateur mono-variable déductif) est aussi présentée. La seconde partie concerne la génération de plans d'actions, dans le cadre de l'utilisation de ces opérateurs déductifs. Nous définissons et étudions plusieurs algorithmes de planification. Une notion de complétude du graphe de recherche relativement au graphe d'états est définie. Le contrôle de la recherche est abordé, et l'on présente un principe de hiérarchisation par niveau d'abstraction basé sur la structuration naturelle de l'espace d'états. La dernière partie de cette thèse concerne la révision de plans d'actions. Après avoir présenté la notion de raisonnement révisable, nous traitons le problème particulier de la navigation d'un robot mobile à travers la révision de la recherche du plus court chemin dans un graphe, entre deux sommets, et plus généralement entre un ensemble de sommets, avec des contraintes sur les ordres de passage.

Cette thèse porte sur l'apprentissage d'une représentation d'un environnement par un réseau de neurones. L’algorithme d'apprentissage non supervisé que nous proposons est basé sur l'identification d'un mélange de gaussiennes et est mis en œuvre sur une carte topologique du type de celles de Kohonen. Une relation formelle est établie avec les algorithmes de classification automatique floue. Nous traitons ensuite deux applications directes de cet algorithme à la vision artificielle: en segmentation d'images par analyse de texture et en imagerie médicale pour la visualisation de données tomographiques de débit sanguin cérébral. Dans la dernière partie, deux architectures hybrides sont définies dans les buts d'apprendre, respectivement, une suite récurrente et les corrélations entre deux variables représentées sur deux cartes topologiques. Dans les deux cas, l'apprentissage fait coopérer l'algorithme précédent de classification automatique avec une règle d'apprentissage supervisée.

Dans cette thèse, nous envisageons la synthèse de commandes robustes aux variations paramétriques pour les systèmes multivariables linéaires discrets. Quatre approches sont proposées pour résoudre ce problème. Le placement de pôles robuste par un choix judicieux de vecteurs propres est d'abord décrit. Une approche, utilisant le formalisme de Lyapunov permettant l'optimisation des marges de stabilité du système, est ensuite développée. La synthèse d'une commande robuste fondée sur l'insensibilité du critère de performance aux incertitudes paramétriques constitue la troisième technique proposée. Enfin nous avons décrit une nouvelle technique utilisant comme mesure de robustesse la plus mauvaise qualité de l'identification en boucle fermée des paramètres incertains. Pour chacune de ces méthodes, nous décrivons un algorithme permettant de déterminer une commande par retour dynamique de sortie, prenant en compte simultanément les contraintes de performance et de robustesse. Nous pourrons ainsi choisir un compromis entre ces deux exigences contradictoires. Des liens mathématiques unissant ces différentes techniques sont aussi présentés, permettant de valider chacune de ces approches. Finalement, nous avons appliqué puis comparé tous les algorithmes proposés d'une part sur un exemple mathématique et d'autre part au pilotage automatique d'un avion de type Airbus. Les résultats obtenus sur cette application réaliste, valident les techniques présentées qui permettent d'améliorer les techniques optimales classiques grâce à une robustesse aux incertitudes paramétriques.

Cette thèse traite de la parallélisation dans le cadre fonctionnel et des interactions entre granularité, taux d'activité et rendement des processus. Le modèle servant de toile de fond à notre étude est MaRS (Machine à Réduction Symbolique) développé au CERT-ONERA qui se caractérise entre autres choses par des processus à coût particulièrement faible mais en nombre limité. L'objectif de cette thèse est de dériver par une critique constructive du modèle MaRS un nouveau modèle au champ d'application étendu. Pour cela une première partie est consacrée à la présentation du cadre fonctionnel et du modèle MaRS dont nous exhibons les caractéristiques les plus marquantes. La deuxième partie montre l'influence du coût d'accès aux données sur le taux de parallélisme effectif et expose l'implémentation performante sous forme combinatoire de diverses structures de données. La troisième partie traite de l'influence du taux d'activité des processus sur le taux de parallélisme effectif et étudie deux approches qui visent à augmenter le taux de parallélisme effectif en diminuant le taux d'attente des différents processus. Enfin, la quatrième partie analyse le paradigme pipe-line qui, bien qu'étant probablement le plus expressif et aisé à utiliser dont dispose le programmeur fonctionnel, s'avère un bien piètre outil de parallélisation de par la faible granularité des processus généralement engendrés. Une nouvelle approche de la synchronisation entre producteur et consommateur est proposée qui permet, tout en conservant intact l'aspect algorithmique du paradigme, de franchir ce cap de la granularité. Des exemples illustrent les différents mécanismes de synchronisation proposés et en particulier l'algorithme de recherche IDA*.