L’optimisation des communications par satellite devient un enjeu crucial pour fournir un accès Internet aux zones blanches et/ou défavorisées et pour supporter des réseaux à grande échelle. Dans ce contexte, l’utilisation des techniques d’accès aléatoires sur le lien retour permet d’améliorer les performances de ces systèmes. Cependant, les techniques d’accès aléatoire classiques comme ‘Aloha’ et ‘Slotted Aloha’ ne sont pas optimales pour la transmission de données sur le lien retour. En effet, ces techniques présentent un taux élevé de pertes de paquets suite aux collisions. Par conséquent, des études récentes ont proposé de nouvelles méthodes d’accès aléatoire pour résoudre les collisions entre les paquets et ainsi, améliorer les performances. En particulier, ces méthodes se basent sur la redondance de l’information et l’annulation successive des interférences. Dans ces systèmes, l’estimation de canal sur le lien retour est un problème difficile en raison du haut niveau de collisions de paquets. Dans une première contribution dans cette thèse, nous décrivons une technique améliorée d’estimation de canal pour les paquets en collision. Par ailleurs, nous analysons l’impact des erreurs résiduelles d’estimation de canal sur la performance des annulations successives des interférences. Même si les résultats obtenus sont encore légèrement inférieurs au cas de connaissance parfaite du canal, on observe une amélioration significative des performances par rapport aux algorithmes d’estimation de canal existants. Une autre contribution de cette thèse présente une méthode appelée ‘Multi-Replica Decoding using Correlation based Localisation’ (MARSALA). Celle-ci est une nouvelle technique de décodage pour la méthode d’accès aléatoire synchrone ‘Contention Résolution diversité Slotted Aloha’ (CRDSA), qui est basée sur les principe de réplication de paquets et d’annulation successive des interférences. Comparée aux méthodes d’accès aléatoire traditionnelles, CRDSA permet d’améliorer considérablement les performances. Toutefois, le débit offert par CRDSA peut être limité à cause des fortes collisions de paquets. L’utilisation deMARSALA par le récepteur permet d’améliorer les résultats en appliquant des techniques de corrélation temporelles pour localiser et combiner les répliques d’un paquet donné. Cette procédure aboutit à des gains en termes de débit et de taux d’erreurs paquets. Néanmoins, le gain offert parMARSALA est fortement dépendant de la synchronisation en temps et en phase des répliques d’un même paquet. Dans cette thèse, nous détaillons le fonctionnement deMARSALA afin de corriger la désynchronisation en temps et en phase entre les répliques. De plus, nous évaluons l’impact de la combinaison imparfaite des répliques sur les performances, en fournissant un modèle analytique ainsi que des résultats de simulation. En outre, plusieurs schémas d’optimisation de MARSALA sont proposés tels que le principe du ‘MaximumRatio Combining’, ou la transmission des paquets à des puissances différentes. Utilisées conjointement, ces différentes propositions permettent d’obtenir une amélioration très significative des performances. Enfin, nous montrons qu’en choisissant la configuration optimale pour MARSALA, le gain de performance est considérablement amélioré.

Dans le cadre de la robotique mobile volante, il est nécessaire d'utiliser des caméras légères en ambiance peu lumineuse. Elles ont donc en général une profondeur de champ réduite, ce qui pose problème dans le cadre de la vision panoramique. Cette thèse a pour objet le flou dans les systèmes catadioptrique. L'origine du flou dans ces systèmes à miroirs a été identifiée, et les paramètres internes et externes ont été étudiés afin de déterminer leur influence. Le cas de la caméra hypercatadioptrique a été analysé en détail et les zones de netteté ont été définies pour tous les types de systèmes catadioptriques. Ensuite, l'étude s'est orientée vers la diminution du flou, en utilisant deux approches complémentaires : l'approche matérielle, qui consiste à définir les paramètres optimaux pour minimiser le flou, et l'approche logicielle, qui consiste à traiter l'image a posteriori, avec les particularités de notre étude. Un système de vision catadioptrique multimiroirs a été conçu et fabriqué. La dernière partie expose divers travaux effectués dans le cadre de cette thèse.

L’objet de cette thèse a été d’étudier la simulation numérique directe d’écoulements diphasiques de fluides non miscibles, incompressibles et isothermes avec la technique du raffinement adaptatif local de maillage. La résolution des équations de Navier-Stokes incompressibles est faite par le biais d’une méthode de projection explicite. La capture de l’interface est réalisée explicitement par la méthode Level-Set. L’utilisation de la méthode Ghost-Fluid pour le traitement des conditions de saut permet la résolution couplée des deux fluides. Le maillage adaptatif a été implémenté avec les librairies parallèles PARAMESH. Celles-ci gèrent la création d’un maillage construit par blocs qui peuvent être bissectés de façon récursive afin d’obtenir la résolution désirée. Les blocs ont tous le même nombre de cellules, ce qui permet une répartition efficace de la charge de travail en parallèle. Un ensemble d’outils nécessaires à une correcte résolution des équations ont été développés, à partir d’un robuste solveur elliptique BiCG-stab préconditionné par méthode multigrille. Le code a été vérifié sur des cas tests académiques capable de maintenir la précision sur les grilles plus fines. Les performances du code en termes de réduction de charge de travail et d’efficacité de la parallélisation ont été également illustrées. Le code a été enfin testé sur la désintégration assistée d’une nappe liquide bidimensionnelle cisaillé par des courants gazeux à haute vitesse. Le code s’est avéré capable de retrouver certains phénomènes physiques comme l’oscillation longitudinale de la nappe, ainsi que de permettre une simulation multi échelles, ce qui permet de plus se rapprocher des conditions des injecteurs réels.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la classification d'images supervisée appliquée à la robotique mobile autonome en milieu structuré. Pour naviguer, et en particulier pour se repérer, un robot utilise des amers attachés à des sites de l'environnement, modélisé par un graphe topologique. À chaque noeud du graphe est associé un amer. Les amers sont des combinaisons d'attributs visuels optimales, obtenues au travers d'un formalisme particulier appelé "treillis de Galois" ou "treillis de concepts". Des algorithmes de construction de treillis ont été modifiés afin de permettre, de façon incrémentale, l'établissement d'une classification supervisée des images et l'extraction des amers visuels. Une extension probabiliste et une approche locale ont été implémentées pour améliorer les performances de l'apprentissage. Enfin, une application robotique complète a été implémentée dans les laboratoires du LAAS-CNRS et de SUPAERO.