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The main objective of this thesis is to contribute to selective maintenance optimization's strategies for complex mission-oriented systems. Selective maintenance is a maintenance strategy designed for specific multi-component systems operating a series of alternating missions and scheduled breaks. This policy aims at selecting the components and the level of imperfect maintenance in order to optimize the performance of the system under the constraints of company's limited resources. After identifying the limitations of existing works in the literature, this research project is involved in the development of new optimization models for selective maintenance strategies taking into account maintenance workforce resources and different planning horizons. In order to model real operating conditions of such systems in the industrial environment, maintenance is performed by repairmen with different skills and can also be outsourced. These different skills reflect the degree of expertise of the repairers and are modeled by different labor costs and repair times. The proposed models allow to highlight the correlation between selective maintenance decision-making and the assignment of maintenance tasks to repairmen. The models formulated are developed with the objective of maximizing performance criteria such as reliability or minimizing the costs generated, and consider different levels of imperfect maintenance. Some of them take into account a planning horizon of several successive missions, in order to obtain a joint optimization of resources over a larger horizon. Efficient resolution methods, exact and approximate, are developed to solve the proposed models., L’objectif général de cette thèse consiste à contribuer à l'optimisation des stratégies de maintenance sélective pour les systèmes complexes orientés missions. La maintenance sélective est une stratégie de maintenance conçue pour des systèmes spécifiques multi-composants opérants selon une succession de missions et d'arrêts alternés programmés. Cette stratégie vise à sélectionner des composants et le niveau d'action de maintenance (minimale, imparfaite ou replacement) dans le but d'optimiser les performances du système sous les contraintes de ressources limitées de l'entreprise. Après avoir identifié les limites des travaux existants dans la littérature, ce travail de recherche s’implique dans le développement des nouveaux modèles d’optimisation des stratégies de maintenance sélective en tenant compte des ressources de la main-d'œuvre de maintenance et en considérant différents horizons de planification. Afin de modéliser des conditions réelles d’exploitation de tels systèmes dans le milieu industriel, la maintenance est effectuée par des réparateurs de différentes qualifications et peut également être sous-traitée. Ces différentes qualifications reflètent le degré d'expertise des réparateurs et sont modélisées par des coûts de main-d'œuvre et des temps de réparations différents. Les modèles proposés permettent de mettre en lumière la corrélation entre les prises de décision de maintenance sélective et l'affectation des tâches de maintenance aux agents de maintenance. Les modèles formulés sont élaborés dans un objectif de maximisation des critères de performance tels que la fiabilité, ou encore la minimisation des coûts engendrés, et considèrent différents niveaux de maintenance imparfaite. Certains prennent en compte un horizon de planification de plusieurs missions successives, de manière à obtenir une optimisation conjointe des ressources sur un horizon plus large. Des méthodes efficaces, exactes ou approximatives, sont développées pour la résolution des modèles proposés.

This thesis focuses on the development, the evaluation and the optimization of new maintenance policies for multi-component systems. This approach is justified by the fact that contrarily to single component systems which have been extensively treated in the literature on maintenance strategies, multi-component systems with economic and stochastic dependence have been much less studied due to the difficulty in modeling such kind of dependence. In this context of studying multi-component systems maintenance, this thesis is made of three independent parts. The first part focuses on a particular type of equipment whose state can only be known following inspection. Such equipment made of two components in series is considered. A new nearly optimal condition based maintenance policy based on sequential inspections of both components is proposed. In the second part, we consider complex multi-component systems in which the components are subject to random local and/or propagated failures, with or without isolation effect. A selective maintenance strategy is applied to such systems. In the third and last part, the concept of multi-component systems is extended to manufacturing systems with multiple machines. In this context, this part focuses on the development of an integrated production-maintenance policy for a production system consisting of two machines in parallel in presence of a form of stochastic dependency between them, Cette thèse porte sur le développement, l'évaluation et l'optimisation de nouvelles stratégies de maintenance pour des systèmes multi-composants. Cette démarche est justifiée par le fait que contrairement aux systèmes monolithiques qui ont été largement traités dans la littérature sur la maintenance, les systèmes multi-composants avec dépendances économique et stochastique sont encore peu étudiés à cause essentiellement de la difficulté de modélisation de ces types de dépendance. Dans ce cadre d'étude de la maintenance des systèmes multi-composants, cette thèse contient trois volets indépendants. Le premier volet porte sur un type particulier d'équipements dont l'état ne peut être connu que suite à une inspection. De tels équipements constitués de deux composants en série sont considérés. Une nouvelle stratégie quasi-optimale de maintenance conditionnelle basée sur des inspections séquentielles des deux composants est proposée. Dans le deuxième volet on considère des systèmes multi-composants complexes dans le sens où leurs composants peuvent être sujets à des défaillances aléatoires locales et/ou propagées avec ou sans effet d'isolation. Une stratégie de maintenance sélective est proposée pour ce type de systèmes. Dans le troisième et dernier volet la notion de systèmes multi-composants est étendue aux systèmes de production multi-lignes. Dans cette perspective, cette partie porte sur le développement d'une politique intégrée de production-maintenance pour un système de production à deux lignes fonctionnant en parallèle en présence d'une dépendance de type stochastique entre les deux lignes