Search

International audience; In this paper, we consider a variant of the classic Assignment Problem (AP), called the Balanced Assignment Problem (BAP) [2]. The BAP seeks to find an assignment solution which has the smallest value of max-min distance: the difference between the maximum assignment cost and the minimum one. However, by minimizing only the max-min distance, the total cost of the BAP solution is neglected and it may lead to a very inefficient solution in terms of total cost. Hence, we propose a fair way based on Nash equilibrium [1] [3], [4] to inject the total cost into the objective function of the BAP for finding assignment solutions having a better trade-off between the two objectives: the first aims at minimizing the total cost and the second aims at minimizing the max-min distance. For this purpose, we introduce the concept of Nash Fairness (NF) solutions based on the definition of proportional-fair scheduling adapted in the context of the AP: a transfer of utilities between the total cost and the max-min distance is considered to be fair if the percentage increase in the total cost is smaller than the percentage decrease in the max-min distance and vice versa. We first show the existence of a NF solution for the AP which is exactly the optimal solution minimizing the product of the total cost and the max-min distance. However, finding such a solution may be difficult as it requires to minimize a concave function. The main result of this paper is to show that finding all NF solutions can be done in polynomial time. For that, we propose a Newton-based iterative algorithm converging to NF solutions in polynomial time. It consists in optimizing a sequence of linear combinations of the two objective based on Weighted Sum Method [5]. Computational results on various instances of the AP are presented and commented.

On the complexity of the data-driven Wasserstein distributionally robust binary problem

In a digraph, a quasi-kernel is a subset of vertices that is independent and such that every vertex can reach some vertex in that set via a directed path of length at most two. Whereas Chv\'atal and Lov\'asz proved in 1974 that every digraph has a quasi-kernel, very little is known so far about the complexity of finding small quasi-kernels. In 1976 Erd\H{o}s and Sz\'ekely conjectured that every sink-free digraph $D = (V, A)$ has a quasi-kernel of size at most $|V|/2$. Obviously, if $D$ has two disjoint quasi-kernels then it has a quasi-kernel of size at most $|V|/2$, and in 2001 Gutin, Koh, Tay and Yeo conjectured that every sink-free digraph has two disjoint quasi-kernels. Yet, they constructed in 2004 a counterexample, thereby disproving this stronger conjecture. We shall show that, not only sink-free digraphs occasionally fail to contain two disjoint quasi-kernels, but it is computationally hard to distinguish those that do from those that do not. We also prove that the problem of computing a small quasi-kernel is polynomial time solvable for orientations of trees but is computationally hard in most other cases (and in particular for restricted acyclic digraphs).

Simultaneous Localization And Mapping is the process that allows a robot to build a map of an unknown environment while at the same time it determines the robot position on this map.In this work, we are interested in graph-based SLAM method. This method uses a graph to represent and solve the SLAM problem. A graph optimization consists in finding a graph configuration (trajectory and map) that better matches the constraints introduced by the sensors measurements. Graph optimization is characterized by a high computational complexity that requires high computational and memory resources, particularly to explore large areas. This limits the use of graph-based SLAM in real-time embedded systems. This thesis contributes to the reduction of the graph-based computational complexity. Our approach is based on two complementary axes: data representation in memory and implementation on embedded heterogeneous architectures. In the first axis, we propose an incremental data structure to efficiently represent and then optimize the graph. In the second axis, we explore the use of the recent heterogeneous architectures to speed up graph-based SLAM. We propose an efficient implementation model for embedded applications. We highlight the advantages and disadvantages of the evaluated architectures, namely GPU-based and FPGA-based System-On-Chips., La localisation et cartographie simultanées connue, communément, sous le nom de SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) est un processus qui permet à un robot explorant un environnement inconnu de reconstruire une carte de celui-ci tout en se localisant, en même temps, sur cette carte. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons au SLAM par optimisation de graphe. Celui-ci utilise un graphe pour représenter et résoudre le problème de SLAM. Une optimisation de graphe consiste à trouver une configuration de graphe (trajectoire et carte) qui correspond le mieux aux contraintes introduites par les mesures capteurs. L'optimisation de graphe présente une forte complexité algorithmique et requiert des ressources de calcul et de mémoire importantes, particulièrement si l'on veut explorer de larges zones. Cela limite l'utilisation de cette méthode dans des systèmes embarqués temps-réel. Les travaux de cette thèse contribuent à l'atténuation de la complexité de calcul du SLAM par optimisation de graphe. Notre approche s’appuie sur deux axes complémentaires : la représentation mémoire des données et l’implantation sur architectures hétérogènes embarquées. Dans le premier axe, nous proposons une structure de données incrémentale pour représenter puis optimiser efficacement le graphe. Dans le second axe, nous explorons l'utilisation des architectures hétérogènes récentes pour accélérer le SLAM par optimisation de graphe. Nous proposons, donc, un modèle d’implantation adéquat aux applications embarquées en mettant en évidence les avantages et les inconvénients des architectures évaluées, à savoir SoCs basés GPU et FPGA.

L'un des aspects fondamentaux des systèmes informatiques modernes, et en particulier des systèmes critiques, est la possibilité d'exécuter plusieurs processus, partageant des ressources communes, de façon simultanée. De par leur nature concurrentielle, le bon fonctionnement de ces systèmes n'est assuré que lorsque leurs comportements ne dépendent pas d'un ordre d'exécution prédéterminé. En raison de cette caractéristique, il est particulièrement difficile de s'assurer qu'un système concurrent ne possède pas de faille. Dans cette thèse, nous étudions la vérification formelle, une approche algorithmique qui vise à automatiser la vérification du bon fonctionnement de systèmes concurrents en procédant par une abstraction vers des modèles mathématiques. Nous considérons deux de ces modèles, les réseaux de Petri et les systèmes d'addition de vecteurs, et les problèmes de vérification qui leur sont associés. Nous montrons que le problème d'accessibilité pour les systèmes d'addition de vecteurs (avec états) à deux compteurs est PSPACE-complet, c'est-à-dire complet pour la classe des problèmes solubles à l'aide d'une quantité polynomiale de mémoire. Nous établissons ainsi la complexité calculatoire précise de ce problème, répondant à une question demeurée ouverte depuis plus de trente ans. Nous proposons une nouvelle approche au problème de couverture pour les réseaux de Petri, basée sur un algorithme arrière guidé par une caractérisation logique de l'accessibilité dans les réseaux de Petri continus. Cette approche nous a permis de mettre au point un nouvel algorithme qui s'avère particulièrement efficace en pratique, tel que démontré par notre implémentation logicielle nommée QCover. Nous complétons ces résultats par une étude des systèmes de transitions bien structurés qui constituent une abstraction générale des systèmes d'addition de vecteurs et des réseaux de Petri. Nous considérons le cas des systèmes de transitions bien structurés à branchement infini, une classe qui inclut les réseaux de Petri possédant des arcs pouvant consommer ou produire un nombre arbitraire de jetons. Nous développons des outils mathématiques facilitant l'étude de ces systèmes et nous délimitons les frontières au-delà desquelles la décidabilité des problèmes de terminaison, de finitude, de maintenabilité et de couverture est perdue., One fundamental aspect of computer systems, and in particular of critical systems, is the ability to run simultaneously many processes sharing resources. Such concurrent systems only work correctly when their behaviours are independent of any execution ordering. For this reason, it is particularly difficult to ensure the correctness of concurrent systems. In this thesis, we study formal verification, an algorithmic approach to the verification of concurrent systems based on mathematical modeling. We consider two of the most prominent models, Petri nets and vector addition systems, and their usual verification problems considered in the literature. We show that the reachability problem for vector addition systems (with states) restricted to two counters is PSPACE-complete, that is, it is complete for the class of problems solvable with a polynomial amount of memory. Hence, we establish the precise computational complexity of this problem, left open for more than thirty years. We develop a new approach to the coverability problem for Petri nets which is primarily based on applying forward coverability in continuous Petri nets as a pruning criterion inside a backward coverability framework. We demonstrate the effectiveness of our approach by implementing it in a tool named QCover. We complement these results with a study of well-structured transition systems which form a general abstraction of vector addition systems and Petri nets. We consider infinitely branching well-structured transition systems, a class that includes Petri nets with special transitions that may consume or produce arbitrarily many tokens. We develop mathematical tools in order to study these systems and we delineate the decidability frontier for the termination, boundedness, maintainability and coverability problems., Réalisé en cotutelle avec l'École normale supérieure de Cachan – Université Paris-Saclay

Simultaneous Localization And Mapping is the process that allows a robot to build a map of an unknown environment while at the same time it determines the robot position on this map.In this work, we are interested in graph-based SLAM method. This method uses a graph to represent and solve the SLAM problem. A graph optimization consists in finding a graph configuration (trajectory and map) that better matches the constraints introduced by the sensors measurements. Graph optimization is characterized by a high computational complexity that requires high computational and memory resources, particularly to explore large areas. This limits the use of graph-based SLAM in real-time embedded systems. This thesis contributes to the reduction of the graph-based computational complexity. Our approach is based on two complementary axes: data representation in memory and implementation on embedded heterogeneous architectures. In the first axis, we propose an incremental data structure to efficiently represent and then optimize the graph. In the second axis, we explore the use of the recent heterogeneous architectures to speed up graph-based SLAM. We propose an efficient implementation model for embedded applications. We highlight the advantages and disadvantages of the evaluated architectures, namely GPU-based and FPGA-based System-On-Chips., La localisation et cartographie simultanées connue, communément, sous le nom de SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) est un processus qui permet à un robot explorant un environnement inconnu de reconstruire une carte de celui-ci tout en se localisant, en même temps, sur cette carte. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons au SLAM par optimisation de graphe. Celui-ci utilise un graphe pour représenter et résoudre le problème de SLAM. Une optimisation de graphe consiste à trouver une configuration de graphe (trajectoire et carte) qui correspond le mieux aux contraintes introduites par les mesures capteurs. L'optimisation de graphe présente une forte complexité algorithmique et requiert des ressources de calcul et de mémoire importantes, particulièrement si l'on veut explorer de larges zones. Cela limite l'utilisation de cette méthode dans des systèmes embarqués temps-réel. Les travaux de cette thèse contribuent à l'atténuation de la complexité de calcul du SLAM par optimisation de graphe. Notre approche s’appuie sur deux axes complémentaires : la représentation mémoire des données et l’implantation sur architectures hétérogènes embarquées. Dans le premier axe, nous proposons une structure de données incrémentale pour représenter puis optimiser efficacement le graphe. Dans le second axe, nous explorons l'utilisation des architectures hétérogènes récentes pour accélérer le SLAM par optimisation de graphe. Nous proposons, donc, un modèle d’implantation adéquat aux applications embarquées en mettant en évidence les avantages et les inconvénients des architectures évaluées, à savoir SoCs basés GPU et FPGA.

This thesis analyses the computational capabilities of cellular automata working on periodical configurations of any dimension. We first study the maximal objects these cellular automata can identify; we call those objects primitive roots of periodical configurations of any dimension. We characterize them and show some of their properties.Secondly, we present a set of algorithms on cellular automata, each one adapted to one or more dimensions, that extract primitive roots from the periodical configurations on which they are applied. Those algorithms use original tools that extend the notion of signals on cellular automata.Beyond its technical and algorithmical aspects, this thesis lays the foundations of uniform periodical computation, \emph{i.e.} computation performed on a model whose program and entry data are isotropic. In particular, we address the issues of halting such computation, reading its result and defining its temporal or spatial complexity., Cette thèse analyse les capacités de calcul des automates cellulaires travaillant sur les configurations périodiques de dimension quelconque. D'une part, nous étudions les objets maximaux identifiables par ces automates cellulaires; nous appelons ces objets les racines primitives des configurations périodiques de dimension quelconque. Nous en présentons une caractérisation et mettons en évidence certaines de leurs propriétés. D'autre part, nous présentons un ensemble d'algorithmes, chacun adapté à une ou plusieurs dimensions particulières, permettant aux automates cellulaires d'extraire les racines primitives des configurations périodiques sur lesquelles ils sont appliqués. Ceux-ci utilisent des outils algorithmiques originaux étendant la notion de signal sur les automates cellulaires en dimension quelconque.Au-delà des aspects techniques et algorithmiques, cette thèse pose les bases du calcul périodique uniforme, c'est-à-dire du calcul effectué sur un modèle dans lequel le programme et l'entrée sont isotropes. Nous y abordons notamment les problématiques de l'arrêt d'un tel calcul, de lecture de son résultat et de sa complexité en temps et en espace.

National audience; Approval voting is a well-known voting procedure used, among others, for electing committees, where each voter casts a ballot consisting of a set of approved candidates (without any cardinality constraint). Two prominent rules for electing committees using approval voting are the standard rule (also called minisum), which selects the set of candidates (possibly subject to some cardinality constraint) with the highest number of approvals, and the minimax rule, where the set of elected candidates minimizes the maximum, over all voters, of the Hamming distance to the voter’s ballot. As these two rules are in some way too extreme, we generalize them into a continuum of rules, by using ordered weighted averaging operators (OWA). The rule is parameterized by a weight vector w, which allows us to model voting procedures between minisum and minimax. We focus on non decreasing weight vectors, and in particular, vectors of the form w(i) = (0; ::; 0; 1; ::; 1), where i is the number of 0’s. We address the computational aspects of finding a winning committee and all the winning committees for rules associated with the w(i) vectors. We show that finding a winning committee for these rules is NP-hard whereas it is computationally easy for minisum. Finally, we address the issue of manipulating the rules when parameterized by non decreasing and strictly increasing weight vectors.; Le vote par approbation est une procédure de vote utilisée, entre autres, pour élire des comités et qui permet aux votants de voter pour (d’approuver) autant de candidats qu’ils le souhaitent. Deux règles de vote ont été particulièrement utilisées pour élire des comités à l’aide du vote par approbation. La règle habituelle, appelée aussi minisum, choisit l’ensemble des candidats (éventuellement soumis à une contrainte de cardinalité) ayant été approuvés par le plus grand nombre de votants. La règle minimax élit un ensemble de candidats qui minimise le maximum, sur l’ensemble des votants, de la distance de Hamming à chacun des votes. Comme ces deux règles semblent trop extrêmes, nous les généralisons en un ensemble continu de règles de vote, par l’utilisation de l’opérateur de moyenne pondérée ordonnée (ordered weighted averaging, ou OWA). Cette règle est paramétrée par un vecteur de poids, noté w, qui permet de définir des règles de vote entre minisum et minimax. Nous nous intéressons aux vecteurs de poids croissants, et en particulier aux vecteurs de la forme w(i) = (0, .., 0, 1, .., 1), où i représente le nombre de 0. Nous étudions la complexité algorithmique de la détermination d’un comité gagnant, et de l’ensemble des comités gagnants pour des règles associées aux vecteurs w(i). Nous montrons qu’il est difficile de trouver un comité gagnant pour ces règles alors que cela est facile pour minisum. Enfin, nous prouvons la manipulabilité de ces règles quand elles sont paramétrées par des vecteurs croissants, et strictement croissants.

One-to-one meeting scheduling problems are problems where a population of actors want to meet each other during short time slots that take place in a single session. In this thesis, we reference several applications of this type of problems found in the literature and introduce a notation extending the well-known scheduling notation α|β|γ. We are particularly interested in a case in which two distinct populations meet, participants may arrive late and some meetings are forbidden. The objective is to minimize the maximum number of participants waiting slots. First, we study the complexity of these problems: we show that several cases with no forbidden meeting are polynomial and that the general case is NP-complete in the strong sense. We then propose lower bounds. After that, we develop several resolution methods. Integer linear programming models and a constraint programming model are developed. To limit the solution space, we add dominance rules based on symmetries to these methods. Finally, we present a limited discrepancy search (i.e. an approximate method based on the exploration of a truncated tree search). In this method, we use as much as possible the symmetry properties of the problem to facilitate the convergence to a good solution. All these methods are tested and compared on a set of 300 randomly generated instances from realistic parameters.; Les problèmes d’ordonnancement de rendez-vous en tête-à-tête sont des problèmes dans lesquels des personnes souhaitent se rencontrer par deux lors de courts rendez-vous qui se déroulent lors d’une session unique. Dans cette thèse, nous référençons plusieurs applications de ce type de problèmes et proposons des notations qui généralisent les notations standards de problèmes d’ordonnancement α|β|γ. Nous nous intéressons en particulier à un cas dans lequel deux populations distinctes se rencontrent, des participants peuvent arriver en retard et des rencontres sont interdites. L’objectif est de minimiser le nombre maximal d’attentes des participants. Nous étudions dans un premier temps la complexité de ces problèmes : nous démontrons que plusieurs cas sans rencontre interdite sont polynomiaux et que le cas général est NP-complet au sens fort. Nous proposons ensuite des bornes inférieures. Puis nous développons plusieurs méthodes de résolution. Des modèles de programmation linéaire en nombres entiers et un modèle de programmation par contraintes sont tout d’abord proposés. Des règles de dominance permettant de limiter les symétries sont intégrées à ces modèles dans le but de limiter l’espace des solutions. Enfin, nous proposons une recherche à divergence limitée (limited discrepancy search) qui est une méthode approchée basée sur l’exploration d’un arbre de recherche tronqué. Dans cette méthode, nous exploitons le plus possible les propriétés de symétrie du problème pour faciliter la convergence vers une bonne solution. Toutes ces méthodes sont testées et comparées sur un ensemble de 300 instances générées aléatoirement d’après des paramètres réalistes.

Our research are about graph coloring with distance constraints (packing coloring) or neighborhood constraints (Grundy coloring). Let S={si| i in N*} be a non decreasing sequence of integers. An S-packing coloring is a proper coloring such that every set of color i is an si-packing (a set of vertices at pairwise distance greater than si). A graph G is (s1,... ,sk)-colorable if there exists a packing coloring of G with colors 1,... ,k. A Grundy coloring is a proper vertex coloring such that for every vertex of color i, u is adjacent to a vertex of color j, for each ji. These results allow us to determine S-packing coloring of these lattices for several sequences of integers. We examine a class of graph that has never been studied for S-packing coloring: the subcubic graphs. We determine that every subcubic graph is (1,2,2,2,2,2,2)-colorable and (1,1,2,2,3)-colorable. Few results are proven about some subclasses. Finally, we study the Grundy number of regular graphs. We determine a characterization of the cubic graphs with Grundy number 4. Moreover, we prove that every r-regular graph without induced square has Grundy number r+1, for ri. Ces résultats nous permettent de déterminer des S-colorations de packings de ces grilles pour plusieurs séries d’entiers. Nous examinons une classe de graphe jamais étudiée en ce qui concerne la S -coloration de packing: les graphes subcubiques. Nous déterminons que tous les graphes subcubiques sont (1,2,2,2,2,2,2)-colorables et (1,1,2,2,3)-colorables. Un certain nombre de résultats sont prouvés pour certaines sous-classes des graphes subcubiques. Pour finir, nous nous intéressons au nombre de Grundy des graphes réguliers. Nous déterminons une caractérisation des graphes cubiques avec un nombre de Grundy de 4. De plus, nous prouvons que tous les graphes r-réguliers sans carré induit ont pour nombre de Grundy de r+1, pour r

The inter-companies knowledge allows to every partner to learn about its customers, its suppliers and to develop its activity. Also this permits to limit the risk related to the creditworthiness, or the late payment of its partners. With the cash flow pressures, the need for growth and increased competition, this area becomes more strategic than ever, for both small (PME) and large groups. The amount of data processed in this domain, the requirements of quality and freshness, the need to cross these data to obtain new information and indicators, yield several optimization problems for which the recent techniques and computational tools can bring effective solutions. In this thesis, we use combinatorial optimization, text algorithms as well as graph theory to solve efficiently problems arising in the field of inter-companies knowledge. In particular, such problems was encountered in Altares D&B. First, we focus on the quality of the managers database. This problem combines the detection and removal of duplicates in a database, as well as the error detection in a string. We propose a method for solving this problem, based on data normalization, text algorithms and syntactic comparison between two strings. Our experimental results show that this method is relevant for the detection and removal of duplicates, and it is also very efficient in terms of processing time. In a second part of the thesis, we address a problem related to the data of ownership links. We compute the indirect links, and identify the group heads. We propose a method for solving this problem using graph theory and combinatorial optimization. We then perform a set of experiments on several real-world instances. The computational results show the effectiveness of our method in terms of CPU-time and resource allocation. In fact, the CPU time for computation increases logarithmically with the size of the instances. Finally, we consider the problem of identifying influence networks. We give a description of this problem in terms of graphs, and show that it can reduce to a graph partitioning problem. The latter is NP-hard. We then propose an integer linear programming formulation to model the problem. We investigate the associated polyhedron and describe several classes of valid inequalities. We give some necessaryand sufficient conditions for these inequalities to define facets of the considered polyhedron, and we discuss the related separation problems. Based on the obtained polyhedral results, we devise a Branch-and-Cut algorithm to solve the problem. Some numerical results are presented to show the efficiency of our algorithm.; La connaissance inter-entreprises permet à chaque société de se renseigner sur ses clients, ses fournisseurs et de développer son activité tout en limitant le risque lié à la solvabilité ou retard de paiement de ses partenaires. Avec les tensions de trésorerie, la nécessité de la croissance et l'augmentation de la concurrence, ce domaine devient plus que jamais stratégique aussi bien pour les PME que pour les grands groupes. La quantité de données traitée dans ce domaine, les exigences de qualité et de fraîcheur, la nécessité de croiser ces données pour déduire des nouvelles informations et indicateurs, posent plusieurs problèmes pour lesquels l'optimisation en général et l'optimisation combinatoire en particulier peuvent apporter des solutions efficaces. Dans cette thèse, nous utilisons l'optimisation combinatoire, l'algorithmique du texte et la théorie des graphes pour résoudre efficacement des problèmes issus du domaine de la connaissance inter-entreprises et posés par Altares D&B. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la qualité de la base de données des dirigeants. Ce problème combine la détection et suppression des doublons dans une base de données et la détection d'erreurs dans une chaîne de caractères. Nous proposons une méthode de résolution basée sur la normalisation des données et l'algorithmique de texte et de comparaison syntaxique entre deux chaînes de caractères. Les résultats expérimentaux montrent non seulement que cette méthode est pertinente dans la détection et la suppression des doublons mais aussi qu'elle est efficace de point du vue temps de traitement. Nous nous focalisons par la suite sur les données des liens capitalistiques et nous considérons le problème de calcul des liens indirects et l'identification des têtes des groupes. Nous présentons une méthode de résolution basée sur la théorie des graphes. Nous testons cette méthode sur plusieurs instances réelles. Nous prouvons l'efficacité de cette méthode par son temps de traitement et par l'espace de calcul qu'elle utilise. Enfin, nous remarquons que le temps de calcul de celui-ci augmente de façon logarithmique en fonction de la taille d'instance. Enfin, nous considérons le problème de l'identification des réseaux d'influence. Nous formalisons ce problème en termes de graphes et nous le ramenons à un problème de partitionnement de graphe qui est NP-difficile dans ce cas général. Nous proposons alors une formulation en programme linéaire en nombre entier pour ce problème. Nous étudions le polyèdre associé et décrivons plusieurs classes de contraintes valides. Nous donnons des conditions nécessaires pour que ces contraintes définissent des facettes et discutons des algorithmes de séparations de ces contraintes. En utilisant les résultats polyédraux obtenus, nous développons un algorithme de coupes et branchements. Enfin, nous donnons quelques résultats expérimentaux qui montrent l'efficacité de notre algorithme de coupes et branchements

Les négociations au sein de Convention cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) connaissaient une inflation thématique incessante à l’aune des intérêts et cadrages souvent concurrents des Parties. En témoigne la place acquise par le thème controversé de l’adaptation aux impacts du changement climatique. Cartographier ce phénomène complexe constitue un défi pour l’analyse quali-quantitative des problèmes publics que cet article adresse en présentant et en discutant une expérience de production et visualisation de données sur configuration de l’espace thématique des négociations et son déploiement dans le temps. Par un changement d’échelle et des allers-retours entre visualisation et narration, il est dès lors possible de réduire et redire la complexité pour rendre compte de la trajectoire de l’adaptation. Celui-ci n’est, cependant, qu’un exemple parmi les multiples histoires, fondées sur la modélisation des données, qui peuvent être produites. Ainsi, ce type de visualisations porte un potentiel en tant qu’objet frontière pour discuter les enjeux passés, présents et futurs à l’aune d’une vue synoptique du processus., The negotiations within the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) have been characterized by a growing number of themes corresponding to the different parties’ often conflicting interests and issue-framings. An example is the place acquired by the controversial topic of adaptation to the impacts of climate change. Mapping this complex phenomenon constitutes a challenge in the quali-quantitative analysis of the public problems that this article is examining. The authors present and discuss an experiment in the production and visualization of data on the configuration of the thematic space of negotiations and its deployment over time. Changing the scale and alternating visualization and narration allows for reducing and reframing the complexity, in order to account for the trajectory of adaptation. However this is simply one example among many others, based on data modelling, which can be produced. This type of visualization thus has potential as a boundary object, for discussing the past, present or future implications with regard to a synoptic view of the process.

Our research are about graph coloring with distance constraints (packing coloring) or neighborhood constraints (Grundy coloring). Let S={si| i in N*} be a non decreasing sequence of integers. An S-packing coloring is a proper coloring such that every set of color i is an si-packing (a set of vertices at pairwise distance greater than si). A graph G is (s1,... ,sk)-colorable if there exists a packing coloring of G with colors 1,... ,k. A Grundy coloring is a proper vertex coloring such that for every vertex of color i, u is adjacent to a vertex of color j, for each ji. These results allow us to determine S-packing coloring of these lattices for several sequences of integers. We examine a class of graph that has never been studied for S-packing coloring: the subcubic graphs. We determine that every subcubic graph is (1,2,2,2,2,2,2)-colorable and (1,1,2,2,3)-colorable. Few results are proven about some subclasses. Finally, we study the Grundy number of regular graphs. We determine a characterization of the cubic graphs with Grundy number 4. Moreover, we prove that every r-regular graph without induced square has Grundy number r+1, for r, Nos recherches traitent de coloration de graphes avec des contraintes de distance (coloration de packing) ou des contraintes sur le voisinage (coloration de Grundy). Soit S={si| i in N*} une série croissante d’entiers. Une S -coloration de packing est une coloration propre de sommets telle que tout ensemble coloré i est un si-packing (un ensemble où tous les sommets sont à distance mutuelle supérieure à si). Un graphe G est (s1,... ,sk)-colorable si il existe une S -coloration de packing de G avec les couleurs 1, ...,,k. Une coloration de Grundy est une coloration propre de sommets telle que pour tout sommet u coloré i, u est adjacent à un sommet coloré j, pour chaque ji. Ces résultats nous permettent de déterminer des S-colorations de packings de ces grilles pour plusieurs séries d’entiers. Nous examinons une classe de graphe jamais étudiée en ce qui concerne la S -coloration de packing: les graphes subcubiques. Nous déterminons que tous les graphes subcubiques sont (1,2,2,2,2,2,2)-colorables et (1,1,2,2,3)-colorables. Un certain nombre de résultats sont prouvés pour certaines sous-classes des graphes subcubiques. Pour finir, nous nous intéressons au nombre de Grundy des graphes réguliers. Nous déterminons une caractérisation des graphes cubiques avec un nombre de Grundy de 4. De plus, nous prouvons que tous les graphes r-réguliers sans carré induit ont pour nombre de Grundy de r+1, pour r

In this thesis we focus on the development of a decision making method for the cognitive radio receiver that dynamically adapts to its environment. The approach that we use is based on the statistical modeling of the radio environment. By statistically characterizing the observations provided by the radio sensor, we set up statistical decision rules that take into account the observations’ errors. This helps to minimize the rate of bad decisions. Also, we aim to use the intelligent capacities to reduce the computational complexity in the receiver chain. Indeed, we identify decision scenarios that limit some operators. In particular, we address two decision scenarios that adapt the presence of the equalization and of the beamforming to the environment. The limitation of these two operations helps to reduce the computational complexity in reception. Finally, we integrate our decision method and the two decision scenarios in a management architecture of reconfiguration and intelligence.; Dans cette thèse nous nous intéressons au développement d'une méthode de prise de décision pour un équipement de réception de Radio Intelligente qui s’adapte dynamiquement à son environnement. L'approche que nous adoptons est basée sur la modélisation statistique de l'environnement radio. En caractérisant statistiquement les observations fournies par les capteurs de l'environnement, nous mettons en place des règles de décisions statistiques qui prennent en considération les erreurs d'observation des métriques radio, ce qui contribue à minimiser les taux des décisions erronées. Nous visons aussi à travers cette thèse à utiliser les capacités intelligentes de prise de décision pour contribuer à la réduction de la complexité de calcul au niveau de l'équipement de réception. En effet, nous identifions des scénarios de prise de décision de reconfiguration qui limitent la présence de certains composants ou fonctions de la chaîne de réception. En particulier, nous traitons, deux scénarios de décision qui adaptent respectivement la présence des fonctions d’égalisation et du beamforming en réception. La limitation de ces deux opérations contribue à la réduction de la complexité de calcul au niveau de la chaîne de réception sans dégrader ses performances. Enfin, nous intégrons notre méthode de décision par modélisation statistique ainsi que les deux scénarios de décision traités dans une architecture de gestion d'une radio intelligente, afin de mettre en valeur le contrôle de l'intelligence et de la reconfiguration dans un équipement radio.

In this thesis we focus on the development of a decision making method for the cognitive radio receiver that dynamically adapts to its environment. The approach that we use is based on the statistical modeling of the radio environment. By statistically characterizing the observations provided by the radio sensor, we set up statistical decision rules that take into account the observations’ errors. This helps to minimize the rate of bad decisions. Also, we aim to use the intelligent capacities to reduce the computational complexity in the receiver chain. Indeed, we identify decision scenarios that limit some operators. In particular, we address two decision scenarios that adapt the presence of the equalization and of the beamforming to the environment. The limitation of these two operations helps to reduce the computational complexity in reception. Finally, we integrate our decision method and the two decision scenarios in a management architecture of reconfiguration and intelligence.; Dans cette thèse nous nous intéressons au développement d'une méthode de prise de décision pour un équipement de réception de Radio Intelligente qui s’adapte dynamiquement à son environnement. L'approche que nous adoptons est basée sur la modélisation statistique de l'environnement radio. En caractérisant statistiquement les observations fournies par les capteurs de l'environnement, nous mettons en place des règles de décisions statistiques qui prennent en considération les erreurs d'observation des métriques radio, ce qui contribue à minimiser les taux des décisions erronées. Nous visons aussi à travers cette thèse à utiliser les capacités intelligentes de prise de décision pour contribuer à la réduction de la complexité de calcul au niveau de l'équipement de réception. En effet, nous identifions des scénarios de prise de décision de reconfiguration qui limitent la présence de certains composants ou fonctions de la chaîne de réception. En particulier, nous traitons, deux scénarios de décision qui adaptent respectivement la présence des fonctions d’égalisation et du beamforming en réception. La limitation de ces deux opérations contribue à la réduction de la complexité de calcul au niveau de la chaîne de réception sans dégrader ses performances. Enfin, nous intégrons notre méthode de décision par modélisation statistique ainsi que les deux scénarios de décision traités dans une architecture de gestion d'une radio intelligente, afin de mettre en valeur le contrôle de l'intelligence et de la reconfiguration dans un équipement radio.

Geometrical models of computation allow to compute by using geometrical elementary operations. Among them, the signal machines model distinguishes itself by its simplicity, along with its power to realize efficiently various computations. We propose here an illustration and a study of this ability, especially in the case of massively parallel processes. We show first, throught a study of fractals, that signal machines are able to make a massive and parallel use of space. Then, a framework of geometrical modular programmation is proposed for designing machines from basic geometrical components --called modules-- supplied with given functionnalities. This method fits particulary with the conception of geometrical parallel computations. Finally, the joint use of this method and of fractal structures provides a geometrical resolution of difficult problems such as the boolean satisfiability problems SAT and Q-SAT. These ones, as well as several variants, are solved by signal machines with a model-specific time complexity, called collisions depth, which is polynomial, illustrating thus the efficiency and the parallel computational abilities of signal machines.; Les modèles géométriques de calcul permettent d'effectuer des calculs à l'aide de primitives géométriques. Parmi eux, le modèle des machines à signaux se distingue par sa simplicité, ainsi que par sa puissance à réaliser efficacement de nombreux calculs. Nous nous proposons ici d'illustrer et de démontrer cette aptitude, en particulier dans le cas de processus massivement parallèles. Nous montrons d'abord à travers l'étude de fractales que les machines à signaux sont capables d'une utilisation massive et parallèle de l'espace. Une méthode de programmation géométrique modulaire est ensuite proposée pour construire des machines à partir de composants géométriques de base -- les modules -- munis de certaines fonctionnalités. Cette méthode est particulièrement adaptée pour la conception de calculs géométriques parallèles. Enfin, l'application de cette méthode et l'utilisation de certaines des structures fractales résultent en une résolution géométrique de problèmes difficiles comme les problèmes de satisfaisabilité booléenne SAT et Q-SAT. Ceux-ci, ainsi que plusieurs de leurs variantes, sont résolus par machines à signaux avec une complexité en temps intrinsèque au modèle, appelée profondeur de collisions, qui est polynomiale, illustrant ainsi l'efficacité et le pouvoir de calcul parallèle des machines à signaux.

Beyond the decision of satisfiability problems, we investigate the problemof enumerating all their solutions.In a first part, we consider the enumeration problem in the frameworkof the propositional satisfiability problem. Creignou and Hébrard provedthat the polynomial classes for the non-trivial sat problem are exactlythose for the enumeration problem. We give optimal enumerationalgorithms for each of these classes, that generalize any non-trivialdecision algorithm for this class. This suggests that enumeration is therelevant problem in this case, rather than the decision problem.In a second part, we simplify and complete some results of Baganet al. that establish a strong connection between the tractability of aconjunctive query and a notion of hypergraph acyclicity. We establishsimilar results for the dual class of the class of conjunctive queries,thanks to a new algorithm. Finally, we generalize all these resultsthrough a single dichotomy for the enumeration problem of conjunctivesigned queries, by generalizing some classical combinatorial result byBrouwer and Kolen. This dichotomy establishes a close connectionbetween enumeration strong tractability and decision strong tractability.; Au-delà de la décision de problèmes de satisfaisabilité, on s’intéresse à la génération exhaustive de leurs solutions, l’énumération.Nous interrogeons d’abord la pertinence du problème d’énumération dans le cadre très classique de la logique propositionnelle. La dichotomie de Creignou et Hébrard prouve déjà l’équivalence entre les classes polynomiales pour la décision non triviale et celles pour l’énumération. On donne des algorithmes d’énumération optimaux pour chacune de ces classes, qui généralisent tout algorithme de décision non triviale, suggérant que l’énumération est le problème pertinent dans ce cadre.Ensuite, nous complétons et simplifions des résultats de dichotomie de Bagan et al. qui établissent un lien étroit entre la facilité d’une requête conjonctive et une notion d’acyclicité d’hypergraphe. On prouve alors, grâce à un nouvel algorithme, des résultats similaires pour la classe duale de celle des requêtes conjonctives. Finalement, en généralisant le résultat classique de combinatoire de Brouwer et Kolen, on unifie l’ensemble de ces résultats sous forme d’une dichotomie pour l’énumération des requêtes conjonctives dites signées, qui établit un lien fort entre facilité de l’énumération et facilité de la décision.

Geometrical models of computation allow to compute by using geometrical elementary operations. Among them, the signal machines model distinguishes itself by its simplicity, along with its power to realize efficiently various computations. We propose here an illustration and a study of this ability, especially in the case of massively parallel processes. We show first, throught a study of fractals, that signal machines are able to make a massive and parallel use of space. Then, a framework of geometrical modular programmation is proposed for designing machines from basic geometrical components --called modules-- supplied with given functionnalities. This method fits particulary with the conception of geometrical parallel computations. Finally, the joint use of this method and of fractal structures provides a geometrical resolution of difficult problems such as the boolean satisfiability problems SAT and Q-SAT. These ones, as well as several variants, are solved by signal machines with a model-specific time complexity, called collisions depth, which is polynomial, illustrating thus the efficiency and the parallel computational abilities of signal machines., Les modèles géométriques de calcul permettent d'effectuer des calculs à l'aide de primitives géométriques. Parmi eux, le modèle des machines à signaux se distingue par sa simplicité, ainsi que par sa puissance à réaliser efficacement de nombreux calculs. Nous nous proposons ici d'illustrer et de démontrer cette aptitude, en particulier dans le cas de processus massivement parallèles. Nous montrons d'abord à travers l'étude de fractales que les machines à signaux sont capables d'une utilisation massive et parallèle de l'espace. Une méthode de programmation géométrique modulaire est ensuite proposée pour construire des machines à partir de composants géométriques de base -- les modules -- munis de certaines fonctionnalités. Cette méthode est particulièrement adaptée pour la conception de calculs géométriques parallèles. Enfin, l'application de cette méthode et l'utilisation de certaines des structures fractales résultent en une résolution géométrique de problèmes difficiles comme les problèmes de satisfaisabilité booléenne SAT et Q-SAT. Ceux-ci, ainsi que plusieurs de leurs variantes, sont résolus par machines à signaux avec une complexité en temps intrinsèque au modèle, appelée profondeur de collisions, qui est polynomiale, illustrant ainsi l'efficacité et le pouvoir de calcul parallèle des machines à signaux.

Beyond the decision of satisfiability problems, we investigate the problemof enumerating all their solutions.In a first part, we consider the enumeration problem in the frameworkof the propositional satisfiability problem. Creignou and Hébrard provedthat the polynomial classes for the non-trivial sat problem are exactlythose for the enumeration problem. We give optimal enumerationalgorithms for each of these classes, that generalize any non-trivialdecision algorithm for this class. This suggests that enumeration is therelevant problem in this case, rather than the decision problem.In a second part, we simplify and complete some results of Baganet al. that establish a strong connection between the tractability of aconjunctive query and a notion of hypergraph acyclicity. We establishsimilar results for the dual class of the class of conjunctive queries,thanks to a new algorithm. Finally, we generalize all these resultsthrough a single dichotomy for the enumeration problem of conjunctivesigned queries, by generalizing some classical combinatorial result byBrouwer and Kolen. This dichotomy establishes a close connectionbetween enumeration strong tractability and decision strong tractability., Au-delà de la décision de problèmes de satisfaisabilité, on s’intéresse à la génération exhaustive de leurs solutions, l’énumération.Nous interrogeons d’abord la pertinence du problème d’énumération dans le cadre très classique de la logique propositionnelle. La dichotomie de Creignou et Hébrard prouve déjà l’équivalence entre les classes polynomiales pour la décision non triviale et celles pour l’énumération. On donne des algorithmes d’énumération optimaux pour chacune de ces classes, qui généralisent tout algorithme de décision non triviale, suggérant que l’énumération est le problème pertinent dans ce cadre.Ensuite, nous complétons et simplifions des résultats de dichotomie de Bagan et al. qui établissent un lien étroit entre la facilité d’une requête conjonctive et une notion d’acyclicité d’hypergraphe. On prouve alors, grâce à un nouvel algorithme, des résultats similaires pour la classe duale de celle des requêtes conjonctives. Finalement, en généralisant le résultat classique de combinatoire de Brouwer et Kolen, on unifie l’ensemble de ces résultats sous forme d’une dichotomie pour l’énumération des requêtes conjonctives dites signées, qui établit un lien fort entre facilité de l’énumération et facilité de la décision.

International audience; The (24, 12, 8) extended binary Golay code is a well-known rate-1/2 short block-length linear error-correcting code with remarkable properties. This paper investigates the design of an efficient low-complexity soft-decision decoding architecture for this code. A dedicated algorithm is introduced that takes advantage of the code’s properties to simplify the decoding process. Simulation results show that the proposed algorithm achieves close to maximum-likelihood performance with low computational cost. The decoder architecture is described, and VLSI synthesis results are presented.

Le problème d'intersection d'automates consiste à vérifier si plusieurs automates finis déterministes acceptent un mot en commun. Celui-ci est connu PSPACE-complet (resp. NL-complet) lorsque le nombre d'automates n'est pas borné (resp. borné par une constante). Dans ce mémoire, nous étudions la complexité du problème d'intersection d'automates pour plusieurs types de langages et d'automates tels les langages unaires, les automates à groupe (abélien), les langages commutatifs et les langages finis. Nous considérons plus particulièrement le cas où chacun des automates possède au plus un ou deux états finaux. Ces restrictions permettent d'établir des liens avec certains problèmes algébriques et d'obtenir une classification intéressante de problèmes d'intersection d'automates à l'intérieur de la classe P. Nous terminons notre étude en considérant brièvement le cas où le nombre d'automates est fixé., The automata non emptiness intersection problem is to determine whether several deterministic finite automata accept a word in common. It is known to be PSPACE-complete (resp. NL-complete) whenever the number of automata is not bounded (resp. bounded by a constant). In this work, we study the complexity of the automata intersection problem for several types of languages and automata such as unary languages, (abelian) group automata, commutative languages and finite languages. We raise the issue of limiting the number of final states to at most two in the automata involved. This way, we obtain relationships with some algebraic problems and an interesting classification of automata intersection problems inside the class P. Finally, we briefly consider the bounded version of the automata intersection problem.

The objective of this thesis is to create and develop new effective solution methods for production line configuration problems. Two problems were studied: the equipment selection and balancing problem for dedicated lines and the setup cost minimization problem for multi-product lines. A solution for the first problem consists in a feasible assignment of the resources to an unknown number of stations so that the total cost is minimized. In order to solve this problem, we reduced it to the set partitioning problem and solved it by greedy heuristics and an exact method of constraint generation. The computer experiments on different problem instances showed that the new solution approach outperforms the previous methods from the literature both in terms of solution quality and computational time. For the second problem two criteria were considered lexicographically: the minimization of the number of stations and the minimization of the total setup cost. We examined successively the cases with parallel and sequential execution of operations. Approximate solutions were found by greedy heuristics. Then, we proposed two integer programming models in order to obtain the minimal number of stations and then the minimal setup cost. The experimental results for this new problem proved to be promising both in terms of solution quality and computational time., L'objectif de la thèse est de créer et développer de nouvelles méthodes de résolution efficaces des problèmes combinatoires en configuration des lignes de fabrication. Deux problèmes ont été particulièrement étudiés: le problème d'équilibrage et de choix d'équipement pour des lignes dédiées et le problème de minimisation des coûts de changements de séries pour des lignes multi-produits. Une solution du premier problème consiste en une affectation admissible des ressources à un nombre de stations à déterminer de sorte que le coût total soit minimal. Afin de résoudre ce problème, nous l'avons réduit au problème de partition d'ensemble et l'avons résolu par des heuristiques gloutonnes et une méthode exacte de génération de contraintes. Les expérimentations sur différentes instances ont montré que la nouvelle approche de résolution surclasse les approches antérieures de la littérature en termes de qualité de solution et de temps de calcul. Pour le second problème deux critères sont considérés lexicographiquement : la minimisation du nombre de stations et la minimisation du coût de changement de séries. Nous avons examiné successivement les cas d'exécution parallèle et séquentielle des opérations. Des solutions approchées ont été trouvées par des heuristiques gloutonnes. Ensuite, nous avons proposé deux modèles de programmation linéaire en nombres entiers (PLNE) afin de trouver le nombre de stations minimal et ensuite d'obtenir le coût de changement de séries minimal. Les résultats des expérimentations sur ces nouveaux problèmes se sont avérés prometteurs à la fois en termes de qualité de solution et de temps de calcul.

Graphs decompositions of small width are usually used to solve efficiently problems which are difficult in general. In this thesis, we focus on some limits of these decompositions, and the construction of some obstructions certifying a large width. First, we give a generic algorithm unifying obstructions' construction for several graph widths, in XP time when parameterized by the considered width. In particular, it gives the first algorithm computing efficiently an obstruction to tree-width in time O^{tw+4}. Secondly, we study the parameterized complexity of [Sigma,Rho]-Dominating Set, a generalization of some domination problems characterized by two sets of integers Sigma and Rho. All known studies focused only on cases where this problem is FPT when parameterized by tree-width. In this work, we show that there are some cases where the problem is no longer FPT, and become W[1]-hard instead. Finally, we study the computational complexity of a new coloration problem, named k-Additive Coloring, which combines both graph theory and number theory. We show that this new problem is NP-complete for any fixed number k >= 4, while it can be solved in polynomial time on trees for any k., Les décompositions de graphes, lorsqu'elles sont de petite largeur, sont souvent utilisées pour résoudre plus efficacement des problèmes étant difficiles dans le cas de graphes quelconques. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons aux limites liées à ces décompositions, et à la construction d'obstructions certifiant leur grande largeur. Dans une première partie, nous donnons un algorithme généralisant et unifiant la construction d'obstructions pour différentes largeurs de graphes, en temps XP lorsque paramétré par la largeur considérée. Nous obtenons en particulier le premier algorithme permettant de construire efficacement une obstruction à la largeur arborescente en temps O^{tw+4}. La seconde partie de notre travail porte sur l'étude du problème Ensemble [Sigma,Rho]-Dominant, une généralisation des problèmes de domination sur les graphes et caractérisée par deux ensembles d'entiers Sigma et Rho. Les diverses études de ce problème apparaissant dans la littérature concernent uniquement les cas où le problème est FPT, lorsque paramétré par la largeur arborescente. Nous montrons que ce problème ne l'est pas toujours, et que pour certains cas d'ensembles Sigma et Rho, il devient W[1]-difficile lorsque paramétré par la largeur arborescente. Dans la dernière partie, nous étudions la complexité d'un nouveau problème de coloration appelé k-Coloration Additive, combinant théorie des graphes et théorie des nombres. Nous montrons que ce nouveau problème est NP-complet pour tout k >= 4 fixé, tandis qu'il peut être résolu en temps polynomial sur les arbres pour k quelconque et non fixé.

Graphs decompositions of small width are usually used to solve efficiently problems which are difficult in general. In this thesis, we focus on some limits of these decompositions, and the construction of some obstructions certifying a large width. First, we give a generic algorithm unifying obstructions' construction for several graph widths, in XP time when parameterized by the considered width. In particular, it gives the first algorithm computing efficiently an obstruction to tree-width in time O^{tw+4}. Secondly, we study the parameterized complexity of [Sigma,Rho]-Dominating Set, a generalization of some domination problems characterized by two sets of integers Sigma and Rho. All known studies focused only on cases where this problem is FPT when parameterized by tree-width. In this work, we show that there are some cases where the problem is no longer FPT, and become W[1]-hard instead. Finally, we study the computational complexity of a new coloration problem, named k-Additive Coloring, which combines both graph theory and number theory. We show that this new problem is NP-complete for any fixed number k >= 4, while it can be solved in polynomial time on trees for any k.; Les décompositions de graphes, lorsqu'elles sont de petite largeur, sont souvent utilisées pour résoudre plus efficacement des problèmes étant difficiles dans le cas de graphes quelconques. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons aux limites liées à ces décompositions, et à la construction d'obstructions certifiant leur grande largeur. Dans une première partie, nous donnons un algorithme généralisant et unifiant la construction d'obstructions pour différentes largeurs de graphes, en temps XP lorsque paramétré par la largeur considérée. Nous obtenons en particulier le premier algorithme permettant de construire efficacement une obstruction à la largeur arborescente en temps O^{tw+4}. La seconde partie de notre travail porte sur l'étude du problème Ensemble [Sigma,Rho]-Dominant, une généralisation des problèmes de domination sur les graphes et caractérisée par deux ensembles d'entiers Sigma et Rho. Les diverses études de ce problème apparaissant dans la littérature concernent uniquement les cas où le problème est FPT, lorsque paramétré par la largeur arborescente. Nous montrons que ce problème ne l'est pas toujours, et que pour certains cas d'ensembles Sigma et Rho, il devient W[1]-difficile lorsque paramétré par la largeur arborescente. Dans la dernière partie, nous étudions la complexité d'un nouveau problème de coloration appelé k-Coloration Additive, combinant théorie des graphes et théorie des nombres. Nous montrons que ce nouveau problème est NP-complet pour tout k >= 4 fixé, tandis qu'il peut être résolu en temps polynomial sur les arbres pour k quelconque et non fixé.

This thesis is dedicated to the evaluation of logical queries from the enumeration point of view. First, we deal with acyclic conjunctive formulas with inequalities; we show that such a query can be evaluated with linear delay in the size of the structure: this improves a result by Papadimitriou and Yannakakis. Then, we exhibit a subclass of acyclic formulas, so-called connex-acyclic formulas. Such queries can be evaluated with constant delay after some linear time preprocessing. We show that this result is maximal in the following sense: if the product of boolean matrices cannot be computed in linear time then any acyclic query is computable with constant delay after some linear time preprocessing if and only if it is connex-acyclic. Second, we prove that any MSO query over a class of bounded treewidth structures can be evaluated with a linear delay in the size of each solution after some linear preprocessing in the size of the structure. Third, we show that for each first-order query over bounded degree structures, one can compute the j-th solution of the query in constant time after some linear time preprocessing. Finally, we prove that unit interval graphs are of bounded local cliquewidth. Hence we deduce that any first-order statement over these graphs is decidable in linear time; Also, we show that this result is somehow maximal.; Cette thèse est consacrée à l'évaluation de requêtes logiques du point de vue de l'énumération. Nous étudions quatre classes de requêtes. En premier lieu, nous nous intéressons aux formules conjonctives acycliques avec inégalités pour lesquelles nous améliorons un résultat de Papadimitriou et Yannakakis en montrant que de telles requêtes logiques peuvent être évaluées à délai linéaire en la taille de la structure. Nous exhibons ensuite la sous-classe des formules connexe-acycliques pour lesquelles l'évaluation de requêtes s'effectue à délai constant après prétraitement linéaire. Nous montrons que cette classe est maximale pour ce résultat dans le sens suivant: si le produit de matrices booléennes ne peut pas être calculé en temps linéaire alors toute requête conjonctive acyclique est évaluable à délai constant après prétra itement linéaire si et seulement si elle est connexe-acyclique. En second lieu, nous démontrons que toute requête MSO sur une classe de structures de largeur arborescente bornée peut être évaluée à délai linéaire en la taille de chaque solution produite après un prétraitement linéaire en la taille de la structure. En troisième lieu, nous montrons que, pour chaque requête en logique du premier ordre sur des structures de degré borné, il est possible de trouver en temps constant la j-ème solution dans un certain ordre après un prétraitement linéraire. Enfin, nous établissons que les graphes d'intervalles unitaires ont une largeur de clique localement bornée. D'où nous déduisons que tout énoncé du premier ordre sur ces graphes est décidable en temps linéaire; là encore, nous démontrons une certaine maximalité de ce résultat.

This thesis is dedicated to the evaluation of logical queries from the enumeration point of view. First, we deal with acyclic conjunctive formulas with inequalities; we show that such a query can be evaluated with linear delay in the size of the structure: this improves a result by Papadimitriou and Yannakakis. Then, we exhibit a subclass of acyclic formulas, so-called connex-acyclic formulas. Such queries can be evaluated with constant delay after some linear time preprocessing. We show that this result is maximal in the following sense: if the product of boolean matrices cannot be computed in linear time then any acyclic query is computable with constant delay after some linear time preprocessing if and only if it is connex-acyclic. Second, we prove that any MSO query over a class of bounded treewidth structures can be evaluated with a linear delay in the size of each solution after some linear preprocessing in the size of the structure. Third, we show that for each first-order query over bounded degree structures, one can compute the j-th solution of the query in constant time after some linear time preprocessing. Finally, we prove that unit interval graphs are of bounded local cliquewidth. Hence we deduce that any first-order statement over these graphs is decidable in linear time; Also, we show that this result is somehow maximal., Cette thèse est consacrée à l'évaluation de requêtes logiques du point de vue de l'énumération. Nous étudions quatre classes de requêtes. En premier lieu, nous nous intéressons aux formules conjonctives acycliques avec inégalités pour lesquelles nous améliorons un résultat de Papadimitriou et Yannakakis en montrant que de telles requêtes logiques peuvent être évaluées à délai linéaire en la taille de la structure. Nous exhibons ensuite la sous-classe des formules connexe-acycliques pour lesquelles l'évaluation de requêtes s'effectue à délai constant après prétraitement linéaire. Nous montrons que cette classe est maximale pour ce résultat dans le sens suivant: si le produit de matrices booléennes ne peut pas être calculé en temps linéaire alors toute requête conjonctive acyclique est évaluable à délai constant après prétra itement linéaire si et seulement si elle est connexe-acyclique. En second lieu, nous démontrons que toute requête MSO sur une classe de structures de largeur arborescente bornée peut être évaluée à délai linéaire en la taille de chaque solution produite après un prétraitement linéaire en la taille de la structure. En troisième lieu, nous montrons que, pour chaque requête en logique du premier ordre sur des structures de degré borné, il est possible de trouver en temps constant la j-ème solution dans un certain ordre après un prétraitement linéraire. Enfin, nous établissons que les graphes d'intervalles unitaires ont une largeur de clique localement bornée. D'où nous déduisons que tout énoncé du premier ordre sur ces graphes est décidable en temps linéaire; là encore, nous démontrons une certaine maximalité de ce résultat.

This thesis studies from an algorithmic point of view various consensus methods on collections of labeled objects. The problems under study involve labeled objects without repetition of labels ; these objects may be rooted trees or sequences, with applications to bioinformatics. For instance, the problems on trees considered in this thesis may find applications to the estimation of congruence between phylogenies, the construction of supertrees, and the identification of horizontal gene transfers. For their part, the problems on sequences considered in this thesis have potential applications for the computation of genomic distances based on gene orders. Overall, this work relies on the theories of parameterized complexity and approximability to obtain algorithms and hardness results for the problems studied.; Cette thèse étudie d'un point de vue algorithmique diverses méthodes de consensus portant sur des collections d'objets étiquetés. Les problèmes étudiés impliquent des objets étiquetés sans répétition d'étiquettes ; ces objets peuvent être des arbres enracinés ou des séquences, avec des applications à la bioinformatique. Ainsi, les problèmes sur les arbres considérés dans cette thèse peuvent trouver des applications pour l'estimation de congruence entre phylogénies, pour la construction de superarbres, et pour l'identification de transferts horizontaux de gènes. Pour leur part, les problèmes sur les séquences considérés dans cette thèse ont des applications potentielles pour le calcul de distance génomique basé sur les ordres de gènes. De manière générale, ce travail met à profit les théories de la complexité paramétrique et de l'approximabilité pour obtenir des algorithmes et des résultats de difficulté pour les problèmes étudiés.

This thesis studies from an algorithmic point of view various consensus methods on collections of labeled objects. The problems under study involve labeled objects without repetition of labels ; these objects may be rooted trees or sequences, with applications to bioinformatics. For instance, the problems on trees considered in this thesis may find applications to the estimation of congruence between phylogenies, the construction of supertrees, and the identification of horizontal gene transfers. For their part, the problems on sequences considered in this thesis have potential applications for the computation of genomic distances based on gene orders. Overall, this work relies on the theories of parameterized complexity and approximability to obtain algorithms and hardness results for the problems studied., Cette thèse étudie d'un point de vue algorithmique diverses méthodes de consensus portant sur des collections d'objets étiquetés. Les problèmes étudiés impliquent des objets étiquetés sans répétition d'étiquettes ; ces objets peuvent être des arbres enracinés ou des séquences, avec des applications à la bioinformatique. Ainsi, les problèmes sur les arbres considérés dans cette thèse peuvent trouver des applications pour l'estimation de congruence entre phylogénies, pour la construction de superarbres, et pour l'identification de transferts horizontaux de gènes. Pour leur part, les problèmes sur les séquences considérés dans cette thèse ont des applications potentielles pour le calcul de distance génomique basé sur les ordres de gènes. De manière générale, ce travail met à profit les théories de la complexité paramétrique et de l'approximabilité pour obtenir des algorithmes et des résultats de difficulté pour les problèmes étudiés.

UMTS is a new radiocommunication standard aimed at solving today's second generation networks' problems that are local saturation and slow bitrates. UMTS and previous networks sharing close to nothing regarding the radio link, network equipments as well as user equipments must be rebuilt from scratch. User equipments, in particular, must embed a lot more processing power than their older counterparts. After having introduced UMTS and the first to-be-deployed of its radio interfaces, the Wideband CDMA, we determined that the channel estimation prior to the Rake combining, assuming the receiver uses this well-known receiver structure, is the most complex task to be performed by the user equipment. An algorithmic solution to this problem is proposed through an iterative channel estimation algorithm which suppresses identified paths before trying to find new ones in the considered time window. This algorithm has a major drawback : its computational complexity varies quadratically with the oversampling factor, and thus forbids to work with high oversampling factors, which are the key to a precise channel delay estimation. An optimized version of this algorithme is proposed, whose complexity scales linearly with the oversampling factor, against a quadratic variation for the original one, and who does not cause a noticeable performance loss. The optimized channel estimation algorithm is therefore suitable for a constrained environment such as a user equipment. Furthermore, the performed optimization has the side effect of making the proposed algorithm much more suitable for a hybrid hardware-software implementation than for a pure software one. A system-level design flow is then proposed to realize this hybrid architecture while kee- ping a fast prototyping approach in mind. This methodology revolves around CoWare's N2C environment and uses a superset of the C language called CoWareC. CoWareC includes several constructs needed to describe partitionned systems and hardware structures. The proposed al- gorithm is mapped onto a hybrid architecture composed of a ST100 DSP core and a hardware coprocessor. Due to major software issues, this hybrid implementation could not be developped following the proposed methodology, but interesting results were nonetheless obtained from a pure software implementation. The application of the first steps of the proposed methodology to the channel estimation algorithm yielded interesting results and suggestions for the improve- ment of the N2C tool. Then, hints are given for the development of a real hybrid prototype and the adequation of the proposed methodology to a fast prototyping environment is discussed.; L'UMTS est un nouveau standard de radiocommunications mobiles destiné à résoudre les problèmes des actuels réseaux de deuxième génération, proches localement de la saturation et limités dans leur offre de services multimédias par les faibles débits utiles supportés. L'UMTS représente une rupture technologique importante et nécessite un effort particulier pour la réa- lisation des équipements, car la complexité des traitements à effectuer a augmenté dans des proportions considérables. Les terminaux 3G, par exemple, devront embarquer une puissance de calcul supérieure de plus d'un ordre de grandeur à celle embarquée par leurs prédécesseurs. Après avoir introduit l'UMTS et une de ses interfaces radios, le Wideband CDMA, nous avons identifié l'estimation par le terminal du canal radiomobile par lequel a transité le signal émis par la station de base comme étant une des tâches susceptibles d'entraîner le plus grand nombre d'opérations à effectuer. Une solution originale à ce problème est proposée sous la forme d'un algorithme d'estimation itérative de canal à suppression de trajets. La complexité calculatoire de cet algorithme a l'inconvénient majeur de varier avec le carré du facteur de suréchantillonnage, ce qui empêche de travailler avec une valeur élevée de celui-ci, et par consé- quent ne permet pas d'obtenir une grande précision quant à l'estimation des instants d'arrivée des trajets. Ce problème est résolu en introduisant une version optimisée de cet algorithme, dont la complexité varie linéairement avec le facteur de suréchantillonnage. Conserver une com- plexité raisonnable tout en travaillant avec des facteurs de suréchantillonnage élevés devient réaliste, ce qui permet d'accéder à coût égal à une précision plus élevée qu'avec l'algorithme origininal. De plus, cette optimisation simplifie les opérations élémentaires effectuées par l'algo- rithme, ce qui a pour conséquence de rendre son implémentation sur une architecture hybride matérielle-logicielle plus efficace que son implémentation sur un seul processeur de signal. Une méthodologie de conception au niveau système est ensuite proposée pour réaliser cette architecture hybride dans un but de prototypage rapide. Cette méthodologie, bâtie autour du logiciel N2C, de la société CoWare, utilise un langage de haut niveau, surensemble du langage C auquel ont été rajoutées les constructions nécessaires pour décrire des architectures matérielles. L'algorithme est partitionné en une partie logicielle s'exécutant sur un cœur de DSP ST100 et un coprocesseur réalisé en logique câblée. De sévères incompatibilités logicielles ont empêché la réalisation de cette architecture hybride selon la méthodologie proposée, mais des résultats intéressants ont néanmoins été obtenus à partir d'une implémentation purement logicielle de l'algorithme proposé. L'architecture obtenue avec l'application des premières étapes de la méthodologie proposée à l'algorithme d'estimation de canal est décrite, ainsi que quelques suggestions faites à la société CoWare, Inc. pour l'amélioration de leur outil. Enfin, l'adéquation de la méthodologie proposée à un environnement de prototypage rapide est discutée et des pistes pour la réalisation d'un éventuel démonstrateur sont données.

This work belongs to the class of appearance based object modeling and recognition through local descriptors. In a first stage, we use a line approximation of contour-segmented images. The line approximation allows us to extract quasi-invariants. Quasi-invariants have the particularity of being robust to moderate viewpoint changes. By storing them in an appropriate structure on the one hand, and by modeling 3D objects by a series of 2D views on the other hand, we show that it is possible to recognize objects from any viewpoint. This recognition is obtained in two steps. First, local quasi-invariants are matched between the image and the models by using an indexing technique. Second, a global verification step, expressing a geometric coherence between the found matches, allows us to filter out incorrect ones and to select the closest model. Limitations in the extraction and the descriptive power of the considered local descriptors have pushed us towards a new approach, combining our method with a whole class of existing local appearance based solutions. The included experimental results provide a complete validation of our method. In a second stage we analyze the computational complexity inherent to the indexing methods described in the first part. We give formal proof showing that indexing is not adapted to local recognition methods as soon as the descriptors are represented in too high a dimension. Complexity is such that, in certain cases, sequential comparison with the known models and their descriptors is faster than indexing. We show which cases are concerned and give indications on how to avoid them., Le travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation et de la reconnaissance d'objets par leur apparence et par des descripteurs locaux. Nous partons, dans une première partie de cette thèse, d'images d'où sont extraits des contours puis des segments approchant ces derniers. À partir de ces segments, nous calculons des descripteurs locaux, appelés quasi-invariants, qui ont la particularité d'être très stables par rapport à des changements modérés de point de vue. En stockant ces quasi-invariants dans une structure adaptée, et en modélisant un objet 3D par un ensemble limité de vues 2D, nous montrons qu'il est possible de reconnaître des objets sous tout angle de vue. La reconnaissance est obtenue en deux étapes. D'abord les quasi-invariants locaux entre image et modèles sont mis en correspondance en utilisant une méthode d'indexation. Ensuite, une vérification globale exprimant une cohérence géométrique permet de filtrer des appariements erronés et de sélectionner le modèle le plus semblable à l'image. Constatant des faiblesses dans l'extraction et dans le pouvoir discriminant des descripteurs initiaux, nous étendons ensuite notre approche pour fournir une méthode d'intégration avec toute une classe de méthodes locales existantes. Les résultats expérimentaux fournis par cette extension forment une validation complète de notre travail. Dans un deuxième temps, nous analysons le problème de la complexité algorithmique soulevé par le genre d'approches utilisées. En effet, nous montrons formellement que certaines méthodes d'indexation sont très mal adaptées à la reconnaissance par descripteurs locaux dès lors que ces descripteurs évoluent dans un espace de dimension élevée. La complexité est telle, que, dans certains cas, elle peut dépasser celle d'une comparaison séquentielle de tous les modèles et leurs descripteurs. Nous montrons quels sont ces cas, et ce qui peut être fait pour les éviter.