Dissertations / Theses on the topic 'Les systèmes complexes adaptatifs'

Nous proposons une stratégie générale de la recherche d'un modèle. Elle consiste à analyser les objectifs, les moyens et le temps disponible, à faire le choix du type de modèle, à construire le modèle et à effectuer une comparaison itérative des résultats. Nous montrons que l'analyse du système gagne en rigueur, que le modèle gagne en possibilités d'évolution et en confort d'utilisation, si l'on adopte certaines notions orientée objets. L'étude des éléments qui conditionnent le comportement des véhicules illustre la complexité des véhicules et leurs caractères hautement non - linéaires. L'analyse de la problématique du freinage et de la tenue de route démontre que des études monoaxiales du comportement des véhicules ne peuvent être satisfaisantes pour l'étude de bon nombres de phénomènes. Un véhicule est un système complexe, non - linéaire ayant des comportements couplés. Des modèles complets et précis des véhicules sont nécessaires afin de parfaire la connaissance des phénomènes, d'élaborer, de tester et de valider des solutions modernes, novatrices et performantes. Les modèles élaborés sont au nombre de six. Le plus simple d'entre eux représente un quart de véhicule bloqué en ligne droite, tandis que le plus complexe est représentatif d'un véhicule articulé. Les modèles élaborés, de type boite grise, maintiennent une corrélation et une cohérence avec la réalité physique du comportement du véhicule d'un niveau élevé tout en offrant une précision importante de la description des phénomènes, offrent une très bonne précision de calcul en rapport du temps de calcul, sont d'un emploi aisé et peuvent être facilement modifié et enrichi. Les possibilités de ces modèles sont illustrées par un panel de simulations représentatives de différentes situations de conduite, par l'étude d'une régulation de freinage par une commande auto-adaptative et par l'analyse de l'influence de différentes politiques de freinage

Le travail présenté dans cette thèse porte sur la commande adaptative de systèmes robotiques complexes et traite, en particulier, le problème du contrôle en effort. Les difficultés liées à la modélisation de ce type de systèmes et le nombre de paramètres qui peuvent être mis en oeuvre limitent le champ d'application des approches conventionnelles, et justifient la nécessité de nouvelles approches de commande telles que les réseaux de neurones (RN) et les systèmes d'inférence flous (SIF). Bien que l'approche par RN donne souvent lieu à de bons! résultats de simulation ou d'expérimentation, elle présente certaines limites, liées, en particulier, à la nécessité de disposer d'un ensemble de couples d'entrée/sortie de référence ou à l'ininterprétabilité des paramètres à l'issue de l'apprentissage. Les SIF, contrairement aux RN, permettent directement d'exploiter la connaissance disponible, et de l'interpréter sous forme de règles linguistiques. Dans ce cadre, deux contributions sont présentées. La première, consiste à proposer une méthodologie de conception de SIF pour l'identification et la commande. La deuxième s'articule autour de la génération et de l'optimisation de contrôleurs flous en utilisant une méthode de classification basée sur la notion d'indice d'inclusion ayant pour but la réduction du nombre de règles et le maintien de l'interprétabilité. La notion d'indice d'inclusion permet de construire des bases de connaissance de taille raisonnable, avec des règles lisibles et interprétables, sans perte de précision. La démarche proposée est. Validée en simulation sur un robot à deux mobilités exécutant une tâche de suivi de contour. Selon une commande adaptative en effort externe. L'efficacité de la méthode, est bien mise en évidence, au niveau des temps et de l'erreur de convergence
The work presented in this thesis deals with adaptive control of complex robotics systems and treats, particularly, the problem of force control. The complex modeling of such systems along with the large number of control parameters, limit the application field of a conventional approaches and lead us to prospect new control approaches such as Neural Networks (NN) and Fuzzy Inference Systems (FIS). Although, NN often gives good simulation or experimentation results, however, this approach requires an input/output reference set and suffers from the absence of interpretability of system dynamics behavior. At the opposite to NN, the FIS approach permits, on one hand, to exploit the available knowledge without requiring an analytical model, which is difficult to obtain, and on the other hand, to translate the dynamics behavior into an expert valuation rules expressed in a simple language. In this framework, two contributions are presented. The first one consists in proposing a FIS conception methodology for identification and control. The second one consists in the generation and optimization of fuzzy controllers using clustering method based on an inclusion concept. This concept permits to build a knowledge base exhibiting a reasonable size and legible and interpretable rules, without loss of accuracy. The proposed approach has been validated in simulation on 2-DOF planar robot executing a following contour task according to an adaptive external force control. The efficiency of the proposed approach has been proved from time and error convergence point of view

L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire est de proposer une solution logicielle (cadriciel) apte à supporter l'automatisation de l'adaptation d'une activité de surveillance. Une telle adaptation résulte en une modification de la manière de surveiller. Ainsi, il est nécessaire de définir un plan de contrôle visant à gérer l'ensemble des mécanismes sous-jacents utilisés pour surveiller effectivement le système géré. Afin d'apporter une réponse logicielle la plus générique, modulaire et réutilisable possible, nous avons identifié trois capacités à partir desquelles a été architecturé le cadriciel proposé : la configurabilité : la capacité d'initialiser et de modifier dynamiquement et sans interruption la portée et les valeurs des paramètres gouvernant le comportement des mécanismes de surveillance (par exemple polling ou event reporting), l'adaptabilité : la capacité de modifier dynamiquement et sans interruption le comportement d'une activité de surveillance, donc d'exécuter l'adaptation de la surveillance, la gouvernabilité : la capacité de détecter un besoin d'adaptation et de déclencher cette adaptation des mécanismes de surveillance. Chacune de ces couches du cadriciel a été conceptualisée, puis implémentée, testée et évaluée. Notre approche, ses modèles et leur formalisation sont indépendants de tout environnement technologique
The objective of the work reported in this thesis is to propose a software framework able to support the automation of a monitoring activity adaptation. Such an adaptation results in a modification of the way to monitor. Consequently, it is required to define a control plane able to manage the set of the underlying monitoring mechanisms. With the concern to propose a solution both the most generic, modular and reusable as possible, we have identified three properties from which has been designed the architecture of the proposed framework : configurability is the ability to initiate and then to modify at runtime without disruption both the scope and the parameters that govern the behavior of the monitoring mechanisms (for example polling or event reporting), adaptability is the ability to dynamically modify the behavior of a complete monitoring activity, thus allowing the achievement of an adaptation, governability is the ability to detect an adaptation requirement and to trigger the enforcement of the monitoring activity adaptation. Each of these three layers of the framework has been designed, implemented, tested and evaluated. Our approach, its models and their formalization are independent of any technological environment

Les travaux de recherche de cette thèse sont consacrés à l'analyse de la tolérance aux fautes des systèmes d'instrumentation (capteurs et actionneurs). En effet, on s'est intéressé particulièrement à l'étude des propriétés structurelles des dispositifs d'estimation d'état, de commande et de diagnostic de défauts. Ces propriétés dépendent du nombre de capteurs/actionneurs, de leurs précisions et de leurs positions sur le système. Pour ce faire, on a proposé en premier temps une représentation graphique pour analyser et évaluer la capacité du système à tolérer les défauts tout en préservant des propriétés structurelles souhaitées. En deuxième temps, une nouvelle approche, basée sur des nouveaux critères d'évaluation de l'observabilité, de la commandabilité et de la diagnosticabilité, a été proposée pour concevoir une architecture tolérante aux défauts. Les différentes approches proposées ont été appliquées sur un système éolien pour l'étude de la capacité de ce type de système à la tolérance aux fautes.

Les environnements des applications d'aujourd'hui sont de plus en plus complexes et dynamiques et leurs fonctions deviennent alors de plus en plus difficiles à définir. Leur spécification est souvent incomplète, même si les composantes restent pleinement spécifiables. Si de nouvelles méthodes de conception ne sont pas mises au point, la gestion des projets deviendra de plus en plus contraignante, longue et coûteuse. Nous proposons d'utiliser les systèmes multi-agents adaptatifs par auto-développement, ADELFE, reposant sur ces principes et définie par un processus, basé sur le RUP, des notations, basées sur AUML, et des outils de support des notations et du processus. ADELFE a été mise à l'épreuve au cours de développements d'applications diverses. Des résultats sont présentés pour un problème de résolution dynamique d'emploi du temps et pour un problème de transport multi-robot de ressources
Environments within which applications are embeded are growing in complexity and dynamicity and their functions become more and more difficult to define. Their specifications are often incomplete, even if their components are easily identifiable and specifiable. Without new design and modelling methods, managing such project will become too contraining, long and costly to cope with. We propose to use cooperative self-organising adaptative multi-agent systems to tackle these design problems and to specify the ADELFE methodology based on these emergence oriented principles and defined by a RUP-based process, UML/AUML-based notations and tools for supporting the notations and the process. This approach has been confronted to the development of experimental applications. Some results from a dynamic timetable solver, ETTO, and from a multi-robot transportation task are presented and analysed

"Certains systèmes sont qualifiés de complexes par l'hétérogénéité et la diversité des acteurs en jeu, par la masse importante des données, par la distribution des informations manipulées ainsi que par la dynamique des environnements dans lesquels ils sont plongés. La modélisation de tels systèmes complexes nécessite l'utilisation de techniques efficientes. Durant ces dernières années, plusieurs travaux de recherche se sont intéressés aux développements de nouvelles techniques plus adaptées à ce genre de problèmes. La théorie des AMAS (Adaptive Multi-Agent System) a été proposée pour modéliser des systèmes complexes. Elle a montré que pour un système plongé dans un environnement dynamique, un système en interactions coopératives avec son environnement est fonctionnellement adéquat. La méthode ADELFE a été proposée afin de guider les concepteurs d'AMAS à travers une démarche basée sur le RUP (Rational Unified Process). Cependant, la théorie des AMAS stipule que le concepteur doit trouver toutes les Situations Non Coopératives qu'un agent peut rencontrer ou créer. Pour chacune de ces situations, il doit alors donner les actions à exécuter pour assurer à l'agent de revenir et de rester dans un état coopératif envers les autres et lui-même. Construire de tels systèmes auto-organisés n'est pas une tâche évidente. L'objectif de cette thèse est de doter les agents de comportements permettant de "s'auto-concevoir" et de valider ces systèmes. Le but est d'aider le concepteur, de le décharger de la difficulté inhérente à la recherche du comportement coopératif des agents et d'accélérer le temps de conception. Pour cela, cette thèse a étudié les apports de la simulation pour la conception de ces systèmes. La simulation permet d'améliorer et de tester le comportement d'un agent mais aussi le comportement du collectif. L'objectif est aussi d'enrichir la méthodologie ADELFE par un processus d'ingénierie et des outils pour réaliser de la "conception vivante" qui intègre les techniques de modélisation, de programmation et de simulation. "
Some complex systems are qualified by the heterogeneity and diversity of actors involved, the large mass of data, by the distribution of the manipulated information and also by the dynamic of the environments in which they are immersed. Modeling such complex systems requires the use of efficient techniques. In recent years, several research works are interested in the development of new techniques best suited to this kind of problems. The AMAS theory (Adaptive Multi-Agent System) was proposed to model complex systems. This theory has shown that for a system immersed in a dynamic environment, a system in cooperative interactions with its environment is functionally adequate. The ADELFE methodology was proposed to guide the AMAS designers through an approach based on the RUP (Rational Unified Process). However, the AMAS theory stipulates that the designer must find all Non Cooperative Situations that an agent may encounter or create. For each of these situations, it must give the actions to be performed to ensure the agent to come back and stay in a cooperative state with others and himself. Building such self-organizing systems is not an easy task. The objective of this thesis is to provide agents behaviours to self-design and validate these systems. The goal is to help the designer, to discharge him from the inherent difficulty in search of cooperative behaviour of agents and accelerate design time. For this, this thesis studied the contribution of simulation to design these systems. Simulation enables to improve and test the behaviour of an agent but also the behaviour of the collective. The objective is also to enrich the ADELFE methodology by engineering processes and tools to achieve the "living design" that integrates modelling, programming and simulation techniques

L'objectif de ce travail consiste à mettre en place des modèles d'intelligence en essaim pour l'étude de l'émergence spatiale d'organisations dans des systèmes complexes auto-organisés, sous des contraintes multi-critères. Le contexte scientique de la formalisation dans le cadre de la modélisation des systèmes complexes est développé dans ce document. Une méthodologie est présentée et conduit au développement d'une heuristique complexe tissant des liens entre des modèles élémentaires bio-inspirés des algorithmes de type fourmis. Une application est développée et concerne la modélisation de l'usage de services - notamment des services culturels - en dynamique urbaine, ainsi que la modélisation des mécanismes d'adaptation de ces services en fonction de leurs usages.

Ce travail concerne la modélisation des systèmes dynamiques adaptatifs complexes (SDAC) et leur application à la modélisation de populations. Après avoir défini les notions de SDAC, nous rappellons dans le premier chapitre les approches antérieures (travaux de Holland et de Bagley et co-auteurs principalement) ainsi que la problématique liée à la formalisation de tels systèmes. Suit alors le rappel de notions de base de la théorie de l'évolution, ainsi que son enjeu et les difficultés de sa modélisation. La deuxième partie du mémoire présente un formalisme de la notion de système adaptatif à métadynamique (SAM) regroupant sous une même définition les différents exemples du chapitre 1. Un exemple d'algorithme évolutif de tracé d'ensemble de Julia est alors développé pour illustrer les notions de cette définition. Le chapitre se conclue sur une série de définition étendant certaines définitions classiques de la théorie des systèmes dynamique à une 'métadynamique', c'est-à-dire à une dynamique de niveau supérieure sur l'espace des structures. La suite du travail (chapitre 3) traite du lien entre modèles de populations et représentation continue. Nous montrons que, dans le cas d'une hétérogénéité dans la fréquence d'apparition des évènements, un système à métadynamique peut apparaître, les évènements fréquents pouvant être modélisés de façon différentielle et les évènements rares sous forme de règles, éventuellement stochastiques. Nous démontrons également la validité de cette approche dans le cas de la modélisation de systèmes microbiologiques en reprenant dans ce cadre certains systèmes classiques comme en particulier le modèle de Tsuchiya et co-auteurs. Ce travail se tennine sur un exemple dans tel système: un modèle de populations de bactéries et de bactériophages en coévolution. Nous présentons les différents problèmes de simulation et les solutions choisies. Après avoir démontrées certaines propriétées analytiques du système, nous utilisons la simulation pour dégager des comportements intéressants. En particulier, nous montrons que ce modèle présente dans certains cas des comportements de quasi-espèce à la Eigen, ou encore d'effet reine rouge à la Van Valen.

Nous proposons la réalisation d'un Environnement de Programmation Emergente, permettant de concevoir des systèmes complexes adaptatifs afin de répondre au problème de complexité croissante de la programmation, au problème du dynamisme du système et de l'environnement, ainsi qu'à la méconnaissance du problème et de la solution. Pour cela, nous utilisons comme bases le concept de l'émergence et la technologie des systèmes multi-agents dont le fonctionnement repose sur des mécanismes d'Auto-organisation coopératifs conformes à la théorie AMAS (Adaptive Multi-Agent Systems). L'objectif général est alors de réaliser un langage complet de programmation dans lequel chaque instruction est un agent autonome cherchant à être coopératif avec les autres agents du système, ainsi qu'avec l'environnement du système. En dotant ces agents-instructions de mécanismes d'auto-organisation, nous obtenons un système capable de s'adapter continuellement à la tâche requise par le programmeur (i. E. De s'auto-programmer suivant les besoins). Le travail présenté dans ce document montre la faisabilité d'un tel concept en spécifiant, puis en soumettant à expérimentation, un noyau consacré à un sous-ensemble du calcul mathématique. Parallèlement, cette approche par Emergence est généralisée à tout type de résolution de problèmes. Nous proposons une réflexion sur les caractéristiques particulières du problème de la programmation émergente en particulier et des problèmes traitables par auto-organisation en général. Nous définissons alors un cadre strict pour l'utilisation des mécanismes de réorganisation afin que ceux-ci permettent l'apparition de ce phénomène si particulier, l'émergence
We propose to realize an Emergent Programming Environment enabling the design of complex adaptive systems, based on emergence and multi-agent systems, so as to meet the future needs in computer science. The general aim is to realize a complete programming language in which each instruction is an autonomous agent trying to be constantly cooperative. By giving these instruction-agents self-organizing mechanisms, we obtain a system able to continuously adapt itself to the task required by the user. The work presented in this document shows the feasibility of this concept by specifying, and then putting to experimentation, a core dedicated to a subset of mathematical calculus. In parallel, this approach by emergence is generalized to any type of problem solving. We propose a discussion and a framework for problems manageable by self-organization

Les infrastructures de gestion autonomes basées sur des fonctions self-* offrent un premier degré d'autonomie mais restent souvent fondées sur des approches non-adaptatives. Cependant, leurs réseaux cibles sont dynamiques en termes, par exemple, de taille, mobilité, services et usages. Adapter ces infrastructures au contexte opérationnel des réseaux qui les supportent est donc essentiel pour garantir leur performance et minimiser leur coût. Le travail mené dans cette thèse vise à concevoir une infrastructure de gestion autonome capable de s'auto-adapter au contexte opérationnel du réseau qu'elle contrôle. La fonction de gestion à laquelle nous nous intéressons est la surveillance décentralisée d'informations agrégées, qui peut être basée sur des protocoles épidémiques, à base d’arbres ou de vue située. Pour ce faire, nous proposons une approche auto-adaptative et décentralisée, basée entre autres sur l'inférence floue et sur la prise de décision multicritère. Pour cela, nous avons étudié les protocoles d'agrégation existants, puis nous avons comparé un protocole représentatif de chaque catégorie. En se fondant sur ces résultats, l'approche proposée analyse continuellement l'état du réseau afin de déduire les propriétés du contexte courant et choisit la stratégie d'agrégation adéquate en fonction de celui-ci. Ainsi, la stratégie sélectionnée est celle qui maximise la performance de l'agrégation et minimise son coût. La validation multicritère par simulation de l’approche proposée montre que celle-ci fournit une bonne performance avec un coût acceptable
Autonomous management infrastructures based on self-* functions currently offer a first degree of autonomy, but they are often based on non-adaptive approaches. Conversely, their target networks are dynamics in terms of, for example, size, mobility, services and usages. Thus, adapting self-management infrastructures to the supporting network operational behavior is essential in order to ensure their performance and minimize their cost. The work carried out in this thesis aims at de-signing an autonomous management infra-structure able to adapt itself to the operational context of the managed network. The management function we are interested in is the decentralized monitoring of aggregated information, which can be based on gossip, aggregation trees or situated view protocols. To achieve these objectives, we propose a de-centralized self-adaptive management frame-work, based on fuzzy inference and multiple criteria decision making. For this purpose, we surveyed the existing decentralized aggregation protocols, and then we benchmarked one typical protocol from each category. Based on the obtained results, the proposed approach continuously analyzes the network state in order to retrieve the properties of the current context, and then selects the best aggregation strategy to use accordingly. Thus, the selected strategy is the one that maximizes the performance of the aggregation and minimizes its cost. The multiple criteria validation of the pro-posed approach through simulation shows that this one provides a good performance with an acceptable cost

Il existe une multitude de traitements d'images dans la littérature, chacun étant adapté à un ensemble plus ou moins grand de cadres d'application. La généralisation ou la mise en collaboration de ces traitements pour un système plus complet et plus robuste est un problème mal posé. Les traitements d'images sont fondamentalement trop différents les uns par rapport aux autres pour être mis en commun de façon naturelle. De plus, ces derniers sont trop rigides pour pouvoir s'adapter d'eux-mêmes lorsqu'un problème non prévu à l'avance par le concepteur apparaît. Or la vision est un phénomène autoadaptatif, qui sait traiter en temps réel des situations singulières, en y proposant des traitements particuliers et adaptés. Elle est aussi un traitement complexe des informations, tant ces dernières ne peuvent être réduites à des représentations réductionnistes et simplifiantes sans être mutilées. Dans cette thèse, un système de vision est entrepris comme un tout où chaque partie est adaptée à l'autre, mais aussi où chaque partie ne peut s'envisager sans l'autre dans les tensions les plus extrêmes générées par la complexité et l'intrication des informations. Puisque chaque parcelle d'information joue un rôle local dans la vision, tout en étant dirigée par un objectif global peu assimilable à son niveau, nous envisageons la vision comme un système où chaque agent délibère selon une interférence produite par le potentiel décisionnel de chacun de ses voisins. Cette délibération est entreprise comme le résultat produit par l'interférence d'une superposition de solutions. De cette manière, il émerge du système à base d'agents une décision commune qui dirige les actions locales faites par chaque agent ou chaque partie du système. En commençant par décrire les principales méthodes de segmentation ainsi que les descripteurs de formes, puis en introduisant les systèmes multi-agents dans le domaine de l'image, nous discutons d'une telle approche où la vision est envisagée comme un système multi-agent apte à gérer la complexité inhérente de l'information visuelle tant en représentation qu'en dynamisme systémique. Nous ancrons dans ces perspectives deux modèles multi-agents. Le premier modèle traite de la segmentation adaptative d'images sans calibration manuelle par des seuils. Le deuxième modèle traite de la représentation de formes quelconques à travers la recherche de coefficients d'ondelettes pertinents. Ces deux modèles remplissent des critères classiques liés au traitement d'images, et à la reconnaissance de formes, tout en étant des cas d'études à développer pour la recherche d'un système de vision auto-adaptatif tel que nous le décrivons.

L'intelligence en essaim constitue désormais un domaine à part entière de l'intelligence artificielle distribuée. Les problématiques qu'elle soulève touchent cependant à de nombreux autres domaines ou questions scientifiques. En particulier le concept d'essaim trouve pleinement sa place au sein de la science dites des ``systèmes complexes''. Cette thèse présente ainsi la conception, les caractéristiques et les applications d'un modèle original, le SMA logistique, pour le domaine de l'intelligence en essaim. Le SMA logistique trouve son origine en modélisation des systèmes complexes : il est en effet issu des réseaux d'itérations couplées dont nous avons adapté le modèle de calcul à l'architecture multi-agent. Ce modèle se fonde sur des principes communs à d'autres disciplines, comme la synchronisation et le contrôle paramétrique que nous plaçons au coeur des mécanismes d'auto-organisation et d'adaptation. Du point de vue mathématique, les applications logistiques sont à la base de la formalisation du comportement interne des agents constituant le SMA logistique, tout en prenant place dans un schéma ``influence-réaction''. L'environnement à base de champs est l'autre aspect fondamental du SMA logistique, en permettant la réalisation des interactions indirectes des agents et en jouant le rôle d'une structure de données pour le système. Les travaux décrits dans cette thèse donnent lieu à des applications principalement en simulation et en optimisation, comme c'est le cas pour la plupart des algorithmes du domaine de l'intelligence en essaim. L'intérêt et l'originalité du SMA logistique pour l'intelligence en essaim résident dans l'aspect générique de son schéma théorique qui permet de traiter avec un même modèle des phénomènes considérés a priori comme distincts dans la littérature : phénomènes de ``flocking'' et phénomènes stigmergiques ``fourmis'' à base de phéromones. Ce modèle répond ainsi à un besoin d'explication des mécanismes mis en jeu autant qu'au besoin d'en synthétiser les algorithmes générateurs.

Une maintenance prévisionnelle efficace repose d’une part sur une modélisation précise de connaissances expertes préexistantes (AMDEC, Arbre de défaillance, etc.) et d’autre part sur des outils de supervision et de pronostic sensibles aux évolutions du procédé. La performance de ces outils repose sur l’analyse et l’estimation en temps réel de l’état du procédé, mais également sur la prévision de ses états futurs. Sur cette base, des indicateurs tels que les valeurs probabilistes issues du pronostic de défaillances peuvent être exploités pour la planification efficiente d’actions de maintenance. En partant des connaissances expertes préétablies, nous proposons une approche de supervision adaptative basée sur une technique de reconnaissance des formes, AUDyC (AUto-adaptive and Dynamical Clustering), qui est particulièrement adapté aux systèmes dynamiques évolutifs et complexes. Cette approche permet de suivre en temps réel l’état de fonctionnement du procédé, avec un minimum de connaissances a priori sur ses caractéristiques physiques, de détecter et de diagnostiquer tout changement de son comportement, même si le système évolue vers un état jusqu’alors inconnu et d’actualiser la base de connaissance par intégration de nouveautés. Une approche de pronostic de défaillance couplée au processus de supervision adaptative est alors proposée afin de fournir en temps réel, l’état futur d’un procédé tout en estimant la probabilité qu’une défaillance survienne à un instant futur ainsi que la fiabilité de ce pronostic. Cette architecture de supervision adaptative et de pronostic proposée est utilisée pour la maintenance prévisionnelle des composants d’un système réel de thermorégulation
An effective predictive maintenance relies on the one hand, on an accurate modeling of available expert knowledge (Failure Mode, Effects and Criticality Analysis, Fault Tree, etc) and on the other hand, on monitoring tools that are sensitive to changes in the process under consideration. The performance of the monitoring tools consists not only in their ability to estimate and analyze the process state in real-time, but also in their capability to predict the future states. On this basis, indicators derived from the probabilistic prediction of failure occurrences can be exploited for the efficient planning of maintenance actions. Based on the predefined expert knowledge, we propose an approach of supervision based on a pattern recognition technique, the AUDyC algorithm (Auto-adaptive and Dynamical Clustering), which is particularly suitable for dynamic and complex systems monitoring. The proposed supervision approach allows us to (i) monitor the operational status of the system in real-time, with a minimum prior physical knowledge, (ii) detect and diagnose any change in the system behavior, even if the system evolves to a previously unknown state, (iii) update the basis of knowledge about the system by integrating new features into it. In order to provide in real-time an estimate of the future state of the system, a prognosis technique is coupled with the above mentioned supervision unit. This makes it possible to compute, with a certain reliability, the probability that a failure occurs at a given future time. Finally, the whole architecture for both supervision and prognosis is applied for the predictive maintenance of a real thermoregulation system

Contrôler un système, c'est appliquer les modifications adéquates sur ses entrées de façon à le placer dans un état désiré. Les méthodes habituelles se basent majoritairement sur l'utilisation de modèles mathématiques du système contrôlé, afin de calculer les actions de contrôle à effectuer. Ces méthodes trouvent leurs limites face aux systèmes complexes, qui ont une dynamique non-linéaire, et sont souvent bruités. La construction d'un modèle est alors une tâche ardue, qui peut s'étendre sur plusieurs années. D'une part, se passer de modèle nécessite un contrôleur capable d'apprendre. D'autre part, la distribution du contrôle, c'est-à-dire l'affectation du contrôle de chaque entrée d'un système à des contrôleurs locaux, permet de s'attaquer à la complexité. Mais cela demeure un sujet de recherche actif. Les systèmes multi-agents (SMA), composés d'entités autonomes, se prêtent naturellement aux problèmes distribués et peuvent ainsi beaucoup apporter. En particulier, les systèmes multi-agents adaptatifs (AMAS) s'appuient sur l'auto-organisation des agents pour faire émerger une fonction globale adéquate. Cette auto-organisation est guidée par des principes de coopération. Un AMAS est ainsi doté de fortes capacités d'adaptation. Appliquée au problème du contrôle et de son apprentissage, cette approche conduit à la définition d'un AMAS particulier, présenté dans cette thèse. Les expérimentations, menées sur des simulations ainsi qu'en situation réelle (sur un moteur à combustion), ont montré la capacité du système à apprendre le contrôle de plusieurs entrées en fonction de critères sur plusieurs sorties, tout en étant robuste aux perturbations, et facile à instancier
Controlling a system means applying the adequate modifications on its inputs in order to put him in a desired state. Usual methods rely on mathematical models of the controlled system to compute the actions. These methods find their limits when the controlled system is complex, for instance, those with non-linear dynamics or subject to noise. Building a model of such systems is a difficult task that may take several years. On one hand, avoiding the use of a model requires a controller able to learn. On the other hand, the distribution of the control, i. E. Assigning the control of each input to a local controller, enables the control to deal with the complexity of a system. Thus, Multi-Agent Systems (MASs), which are naturally distributed, are a good alternative. In particular, Adaptive Multi-Agent Systems (AMASs) rely on the self-organization of the agents to enable the emergence of an adequate global function. This self-organization is driven by cooperation principles. Applied to the problem of learning the control, this approach leads to the definition of a specific AMAS, presented in this thesis. Experimentations, lead on a real heat engine, show the ability of the AMAS to control several inputs with several control criteria, while being robust to perturbations and easy to instantiate

Cette thèse porte sur l’étude de la relation paradoxale entre la médecine conventionnelle et les médecines complémentaires dans la France contemporaine, pays dans lequel une multitude de pratiques complémentaires s’épanouissent malgré la présence d’une hostilité institutionnalisée contre ces formes de pratique médicale non autorisées et l’absence générale de législation nationale réglementant leur exercice et statut. Pour ce faire, j’utilise une approche ethnographique reposant sur trois années et demie d’observation participante et d’entretiens ouverts, semi-dirigés avec des praticiens, des utilisateurs, des administrateurs, des organisations, des syndicats et des éducateurs des deux côtés de la relation conventionnelle-complémentaire. L'analyse est encadrée par une approche des « systèmes complexes adaptatifs » et la théorie de la mondialisation. Elle met l'accent sur l'interrelation et la coévolution de la science, de la médecine et de la société. Les représentations de la santé, de la maladie, du bien-être et de l'art de guérir sont examinées à travers une analyse rhétorique des données recueillies auprès des participants pendant mon travail de terrain, ainsi que les stigmates, les stéréotypes et les peurs qui caractérisent leur perception des deux côtés. De nombreuses études de cas sont présentées, mettant en évidence l'intégration de pratiques complémentaires dans les hôpitaux privés et les hôpitaux universitaires en France. Ensemble, ces cas fournissent une notion nuancée de « l'acceptation » de pratiques complémentaires et de dynamiques émergentes qui témoignent des efforts individuels pour intégrer la médecine complémentaire dans la société française. Ces dynamiques sont à situer dans le contexte de la mondialisation et des tendances en matière de santé publique, « lieu » dans lequel les médecines complémentaires s’étendent. Les résistances comme par exemple la polémique actuelle autour du déremboursement de l’homéopathie peut être considérée, dans la société française, comme une réaction à l’empiétement des médecines complémentaires sur la médecine conventionnelle. Pour conclure, cette thèse se termine par quelques réflexions sur le potentiel de croissance continu de la médecine complémentaire dans la France contemporaine, malgré les représentations négatives qui y sont associées et leur manque de régulation
This thesis explores the paradoxical relationship between conventional and complementary medicine in contemporary France; a country in which a multitude of complementary practices are flourishing despite the presence of an institutionalized hostility against these unsanctioned forms of medical practice and the overall lack of national legislation for their regulation. To do so, it uses an ethnographic approach that is based on three and a half years of participant observation and semi-directed, open-ended interviews conducted with practitioners, users, administrators, lobbies, organizations, and educators on both sides of the conventional-complementary relationship. The analysis is framed using a complex adaptive systems approach and globalization theory, with an emphasis on the interrelationship between and co-evolution of science, medicine, and society. Representations of health, illness, well-being, and the art of healing are considered through the analysis of rhetoric collected from both sides of the conventional-complementary relationship; as are the stigmas, stereotypes, and fears that characterize the perceptions of both sides. Multiple case studies are presented evidencing the integration of complementary practices in both private hospitals and public university-hospitals in contemporary France, as are case studies drawn from participant observation. Together these cases provide a nuanced notion of the “acceptance” of a complementary practice in French society and the patterns emerging from individual efforts to integrate complementary medicine in mainstream French society. These dynamics are considered within the context of globalized public health trends that are creating a “place” for complementary medicine and in terms of the current backlash against complementary medicine in French society. This thesis concludes with some reflections on the potential for the continuing growth and integration of complementary medicine in contemporary France, despite the negative representations associated with it and the enduring political unwillingness to create legislation regulating it

En plus de l'utilisation des appareils ubiquitaires qui continue à croître, nous avons accès de plus en plus à d'informations dites contextuelles. Ces informations permettent de connaître l'état de notre environnement et nous aident à prendre les décisions de notre vie quotidienne en fonction du contexte dans lequel nous nous positionnons. Les processus métiers informatiques sont de plus en plus en expansion, alors que les activités qu'ils traitent deviennent automatisées. Toutefois, lorsqu'il s'agit de processus métiers dans un domaine particulier, il y a un manque d'intégration avec ces informations contextuelles. Nous pouvons envisager actuellement une situation donnée dans une partie bien définie du processus à un moment donné et prendre une décision basée sur cette information, mais nous ne pouvons pas contrôler ces informations contextuelles en temps réel et adapter le processus en conséquence, comme nous le faisons dans la vie normale. De plus, la nature statique des processus métiers ne leur permet pas d'être modifiés dynamiquement, les rendant ainsi moins utiles dans un nouveau contexte. Si nous voulons changer le comportement d'un processus métier, nous devons le stopper, le modifier et le redéployer entièrement, ce qui fait perdre toutes les exécutions en cours et l'information associée. Pour répondre à ces problèmes, dans cette thèse, nous présentons le cadre logiciel CEVICHE. Nous proposons une approche qui permet de représenter des processus métiers sensibles au contexte où les informations de contexte sont considérées comme des événements contrôlés en temps réel. Pour cela, nous nous basons sur une nouvelle approche appelée Complex Event Processing (CEP). En utilisant un outil externe pour contrôler le contexte en temps réel, nous sommes alors en mesure de dépasser les limites d'accés à l'information uniquement à des endroits bien précis du processus. Cependant, la connaissance de ces événements ne suffit pas. Nous avons, de plus, besoin d'être capable d'adapter nos processus en conséquence à l'exécution. Avec CEVICHE, nous intégrons les informations obtenues à partir du contexte avec la capacité d'adaptation des processus métiers en cours d'exécution. De plus, l'une des originalités du cadre logiciel CEVICHE vient de la définition d'une opération de désadaptation et de sa mise en œuvre. Défaire l'adaptation peut facilement se passer mal et conduire à des états non désirés et rendre les processus instables. Naïvement considérée comme une tâche triviale, cette question a été peu considérée quand on regarde les approches dynamiques actuelles. Nous proposons donc un modèle formel de ce mécanisme dans CEVICHE. La réalisation du cadre logiciel CEVICHE offre des propriétés de flexibilité et de dynamicité aux processus métiers en se basant sur une approche à composants, permettant ainsi la modification des liaisons en cours d'exécution. En outre, avec CEVICHE, nous apportons une propriété de stabilité au niveau du traitement des événements complexes. Comme toute nouvelle approche, le traitement des événements complexes n'est pas normalisé et est en cours d'évolution, chaque outil utilisant son propre langage pour les exprimer. En définissant notre propre langage, Adaptive Business Process Language (ABPL), comme un langage pivot, CEVICHE facilite l'utilisation de CEP sans les inconvénients de l'adoption anticipée de l'approche. Nous utilisons une technique de type plug-in qui permet aux événements définis en ABPL d'être utilisés dans pratiquement n'importe quel moteur CEP. Cette approche rend les règles de traitement des événements plus faciles à maintenir, car nous centralisons la mise à jour au niveau du plug-in lorsque le langage CEP évolue, ou si nous décidons l'utilisation d'un autre outil, au lieu de mettre à jour toutes les définitions d'événements. Finalement, nous avons validé notre approche en mettant en œuvre un scénario de crise nucléaire, avec des cas d'utilisation qui impliquent de nombreux acteurs, des informations de contexte et des conditions d'adaptation.

La science a connu des avancées significatives en matière de gestion du risque au cours de la dernière décennie. Toutefois, les pratiques actuelles de gestion du risque dans le domaine industriel n'ont pas tiré tout le profit de ces développements. Le sujet de recherche de cette thèse peut être formulé ainsi : comment bâtir un cadre de gestion du risque afin de gérer les risques dans le transport, en adoptant les perspectives modernes du risque et les dernières connaissances de sécurité, tout en considérant le système de transport comme un système adaptatif complexe ? Ceci, à travers la perspective d'une agence nationale de la sécurité des transports, dont la responsabilité est la supervision de la sécurité de plusieurs modes de transport, incluant l'aérien, le maritime, le ferroviaire et le routier. La connaissance scientifique actuelle est passée en revue pour les sujets de risques et d'appréciation du risque, de sécurité et de gestion de la sécurité ainsi que les systèmes adaptatifs complexes. L'approche moderne du risque implique reconnaitre l'importance de l'incertitude et la solidité des connaissances dans l'analyse du risque ainsi que le rôle des imprévus. Le système de transport est identifié comme un système adaptatif complexe. De tels systèmes se caractérisent par un large volume d'interactions, de nombreuses boucles de rétroaction, des phénomènes non-linéaires, l'émergence, l'imprévisibilité et la contre-intuitivité. Sont étudiées les façons recommandées d'interagir avec les systèmes complexes afin de tenter de parvenir à un changement positif. Les concepts relatifs à la gestion de la sécurité sont également présentés et notamment le concept de résilience qui peut être interprété soit comme une élégante extensibilité des équipes ou des organisations, soit comme une adaptabilité continue. Les cadres existants de management du risque sont revus à la fois dans l'industrie et dans la littérature scientifique ainsi que la norme internationale ISO 31000. Basé sur l'état de l'art, un ensemble de critères pour un processus moderne de management du risque est développé. Le cadre proposé de gestion du risque dans le transport comprend des perspectives modernes du risque et considère le système de transport comme un système adaptatif complexe. Il permet de présenter les risques des différents modes de transport dans une visualisation globale de risque et de l'utiliser en tant que support pour prise de décision afin d'optimiser l'impact sur la sécurité avec les ressources qui sont toujours limitées. L'impact est encore renforcé par les moyens d'intervention tels que les stratégies adaptives et l'expérimentation, qui sont bien adaptés aux systèmes complexes. Elle est validée selon les critères élaborés et par comparaison avec les cadres existants. Le cadre proposé de gestion du risque ainsi que la thèse sont tous deux structurés d'après la norme ISO 31000. Enfin une étude de cas présente la mise en œuvre actuelle de cette nouvelle approche à l'Agence Nationale Finlandaise de la Sécurité des Transports
Over the last ten-fifteen years, science has made significant advances in fields relevant for risk management. However, current risk management practices in industry have not yet benefitted from these developments. The research question addressed in this dissertation is: What kind of risk management framework should be used for managing transport risks when the modern risk perspectives and the latest understanding of safety are embraced, and the transport system is considered a complex adaptive system? The focus of this research is on transport risks, taking the perspective of a national transport safety agency, tasked with overseeing safety across several modes of transport, including aviation, maritime, railway and road safety. The scientific literature on risk and risk assessment, safety and safety management, as well as complex adaptive systems are reviewed. The research illustrates that a modern risk perspective recognizes the importance of uncertainty and strength of knowledge in risk analysis, as well as the role of surprises. The transport system is identified as a complex adaptive system, characterized by a high number of interactions, emergence, multiple feedback loops, nonlinear phenomena, unpredictability and counter-intuitiveness. The recommended ways to interact with such complex systems and to try to achieve positive change are explained. Concepts related to safety management are also investigated, especially the concept of resilience, which is interpreted as graceful extensibility of teams or organizations, or as sustained adaptability. Evidence of existing risk management frameworks in both the industry and scientific literature is outlined and reference is made to the international ISO 31000 standard for risk management. Based on the literature review, a set of criteria for a modern risk management process is developed. A risk management framework for managing transport risks which embraces modern risk perspectives and accounts for the transport system as a complex adaptive system is proposed. It enables risks in all transport modes to be presented in a single risk picture and supports decision-making to maximize the safety impact achievable with limited resources. The impact is further enhanced by intervention strategies such as adaptive policies and experimentation, which are well-suited to complex systems. The framework is validated against the criteria developed, and by comparison to existing methods. A case study presents the on-going implementation of the developed risk management framework at the Finnish Transport Safety Agency. Both the proposed risk management framework and the dissertation are structured according to the ISO 31000 framework

La conception préliminaire avion est un problème d'optimisation multi-disciplinaire et multi-objectif qui consiste à trouver les valeurs des paramètres de description d'un avion et de ses performances en fonction de contraintes. Ces valeurs sont calculées grâce à des connaissances disciplinaires. Les interdépendances entre les paramètres et les non linéarités complexifient les calculs pour lesquels les méthodes classiques se montrent insuffisantes. Pour pallier ce problème, nous proposons une solution basée sur les systèmes multi-agents adaptatifs dans lesquels les agents représentent les disciplines, les paramètres de conception et les performances de l'avion. Les agents en utilisant des connaissances disciplinaires et par un comportement coopératif trouvent collectivement les valeurs des paramètres de conception qui satisfont les contraintes et les performances. Nous montrons que cette approche permet aussi d'intégrer plusieurs questions telles l'étude de sensibilité des paramètres, les fronts de Pareto ou la co-conception en temps réel.

La vaccination anti-rougeoleuse a permis de freiner le développement de cette infection responsable de près d'un demi-million de décès par an. Afin de mieux appréhender la biologie du virus de la rougeole (VR), nous avons étudié l'adaptation de ce virus au contexte cellulaire et établi une modélisation mathématique du cycle viral.
L'analyse génétique d'une souche sauvage, G954-PBL, et d'une souche adaptée par 13 passages en cellules Vero, G954-V13, a mis en évidence uniquement 5 substitutions d'acides aminés. Ces mutations ont affecté la athogénicité de la souche qui est devenue atténuée dans un modèle de souris transgéniques pour l'un des récepteurs du VR. L'adaptation à un contexte cellulaire au cours de la propagation limite la croissance d'une souche dans un autre environnement, sauf dans le cas des souches vaccinales, robustes. Contrairement au dogme établi, les IFN de type I ne semblent pas jouer un rôle majeur dans cette atténuation.
En parallèle, nous avons développé deux approches mathématiques du cycle viral permettant de mieux interpréter les interrelations virus/cellule. A l'échelle moléculaire, nous proposons plusieurs hypothèses du fonctionnement de la polymérase virale, permettant d'établir le gradient d'ARNm critique pour le développement du virus. Dans une optique multi-échelle, nous avons également modélisé l'ensemble du cycle infectieux du VR. Ces travaux constituent les bases d'une approche inédite de la pathogénie de ce virus.
A travers plusieurs approches expérimentales, ces travaux mettent en avant l'aspect complexe du virus de la rougeole et permettent d'envisager de nouvelles pistes thérapeutiques.

Avec l'arrivée de l'environnement comme enjeu mondial, le secteur de l'efficacité énergétique prend une place de plus en plus importante pour les entreprises autant au niveau économique que pour l'image de la compagnie. Par le fait même, le domaine des technologies de l'énergie est un créneau de recherche dont les projets en cours se multiplient. D'ailleurs, un des problèmes qui peut survenir fréquemment dans certaines entreprises est d'aller mesurer la composition des matériaux dans des conditions difficiles d'accès. C'est le cas par exemple de l'électrolyse de l'aluminium qui se réalise à des températures très élevées. Pour pallier à ce problème, il faut créer et valider des modèles mathématiques qui vont calculer la composition et les propriétés à l'équilibre du système chimique. Ainsi, l'objectif global du projet de recherche est de développer un outil de calcul d'équilibres chimiques complexes (plusieurs réactions et plusieurs phases) et l'adapter aux problèmes électrochimiques et d'équilibres contraints. Plus spécifiquement, la plateforme de calcul doit tenir compte de la variation de température due à un gain ou une perte en énergie du système. Elle doit aussi considérer la limitation de l'équilibre due à un taux de réaction et enfin, résoudre les problèmes d'équilibres électrochimiques. Pour y parvenir, les propriétés thermodynamiques telles que l'énergie libre de Gibbs, la fugacité et l'activité sont tout d'abord étudiées pour mieux comprendre les interactions moléculaires qui régissent les équilibres chimiques. Ensuite, un bilan énergétique est inséré à la plateforme de calcul, ce qui permet de calculer la température à laquelle le système est le plus stable en fonction d'une température initiale et d'une quantité d'énergie échangée. Puis, une contrainte cinétique est ajoutée au système afin de calculer les équilibres pseudo-stationnaires en évolution dans le temps. De plus, la contrainte d'un champ de potentiel électrique est considérée pour l'évaluation des équilibres électrochimiques par des techniques classiques de résolution et fera l'objet de travaux futurs via une technique d'optimisation. Enfin, les résultats obtenus sont comparés avec ceux présents dans la littérature scientifique pour valider le modèle. À terme, le modèle développé devient un bon moyen de prédire des résultats en éliminant beaucoup de coût en recherche et développement. Les résultats ainsi obtenus sont applicables dans une grande variété de domaines tels que la chimie et l'électrochimie industrielle ainsi que la métallurgie et les matériaux. Ces applications permettraient de réduire la production de gaz à effet de serre en optimisant les procédés et en ayant une meilleure efficacité énergétique.

L’augmentation de la puissance informatique disponible permet aux ingénieurs et designers d’aborder par simulation des problèmes de plus en plus complexes (multi-physiques, multi-échelles, géométries intriquées ...). Dans ce contexte, les quadratures à base de discrétisation (FDM, FEM, FVM) montrent leur limite : le besoin d’un grand nombre de sous-domaines qui implique des coûts RAM et CPU prohibitifs. La méthode de Monte-Carlo apparaît plus appropriée, mais son utilisation est verrouillée par la difficulté de générer des modèles probabilistes de systèmes complexes. Pour surpasser ceci, une approche systémique est proposée et implémentée pour créer une preuve de concept appliquée à la simulation des transferts thermiques couplés. Après une étape de validation vis-à-vis de solutions analytiques, l’outil est employé; sur des cas d’illustration (transferts thermiques au sein de bâtiments et dans une centrale solaire) pour étudier ses capacités. L’approche mise en œuvre présente un comportement particulièrement avantageux pour la simulation de systèmes complexes : son temps de calcul ne dépend que des parties influentes du problème. De plus, elles sont automatiquement identifiées, même en présence de géométries étendues ou intriquées, ce qui rend les simulations auto-adaptatives. Par ailleurs, ses performances de calcul ne sont pas corrélées avec le rapport d’échelle caractérisant le système simulé. Ceci en fait une approche douée d’une remarquable capacité à traiter les problèmes à la fois multi-physiques et multi-échelles. En parallèle de l’estimation d’une observable par des chemins d’exploration, l’outil analyse également ces derniers de manière statistique. Ceci lui permet de générer un modèle prédictif réduit de l’observable, procurant ainsi une capacité d’auto-apprentissage à la simulation. Son utilisation peut améliorer les processus d’optimisation et de contrôle-commande, ou simplifier les mesures par méthodes inverses. De plus, elle a aussi permis de mener une analyse par propagation d’incertitudes, affectant les conditions aux frontières, vers l’observable. Enfin, une démonstration d’optimisation, utilisant des modèles réduits générés, a été réalisée
As computing power increases, engineers and designers tackle increasingly complex problems using simulation (multiphysics, multiscale, intricated geometries ...). In this context, discretization-based quadratures (FDM, FEM, FVM) show their limit: the need of a great number of sub-domains which induces prohibitive consumption of RAM and CPU power. The Monte Carlo method appears to be more appropriate, but the difficulty to build probabilistic models of complex systems forms a bottleneck. A systemic approach is proposed to alleviate it and is implemented to create a proof-of-concept dedicated to the coupled heat transfer simulation. After a successful validation step against analytical solutions, this tool is applied to illustrative cases (emulating heat transfer in buildings and in solar heating systems) in order to study its simulation capabilities.This approach presents a major beneficial behavior for complex systems simulation: the computation time only depends on the influential parts of the problem. These parts are automatically identified, even in intricate or extensive geometries, which makes the simulation self-adaptive. In addition, the computational performance and the system scale ratio are completely uncorrelated. Consequently, this approach shows an exceptional capacity to tackle multiphysics and multiscale problems. Each temperature is estimated using exploration paths. By statistically analyzing these paths during the process, the tool is able to generate a reduced predictive model of this physical quantity, which is bringing a self-learning capacity to the simulation. Its use can significantly improve optimization and control of processes, or simplify inverse measurements. Furthermore, based on this model, an uncertainty propagation analysis has been performed. It quantifies the effect of uncertainties affecting boundary conditions on the temperature. Finally a Particle Swarm Optimization (PSO) process, based on simulations done by the framework, is successfully carried out

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
O presente trabalho investigou como o fenômeno protético se manifesta no francês como língua não nativa, i. e. adicional (LA/L2/LE) por brasileiros falantes nativos do português brasileiro (PB) como única língua materna (L1). A prótese vocálica, observada no percurso histórico de diversas línguas, dentre elas o português, caracteriza-se pela inserção de vogal não etimológica em início de palavra (DUBOIS et al., 2002; VIARO, 2004). Estudos do inglês LA/L2/LE apontam que falantes PB-L1 realizam prótese quando se deparam com a sequência de sibilante com consoante em início de palavra (#sC), incomum no PB. A presente investigação foi realizada à luz dos Sistemas Adaptativos Complexos (SAC) (LARSEN-FREEMAN, 1997; DE BOT ET AL., 2007; LARSENFREEMAN E CAMERON, 2008; ELLIS E LARSEN-FREEMAN, 2009). Genebra (Suíça) foi o locus da pesquisa e, para proceder à análise, 9 brasileiras (24-37 anos) compuseram o grupo experimental. Todas residem na cidade, são falantes do PB como única L1 e estão matriculadas em curso de francês LA/L2/LE. A pesquisa contou igualmente com um grupo-controle, composto por 2 genebrinas nativas falantes do francês como única L1 (22-57 anos). Usando pressupostos da Fonologia Gestual (BROWMAN e GOLDSTEIN, 1988, 1989, 1992; ALBANO, 1990, 2001), foram analisados acusticamente via freeware Praat os dados coletados a partir da leitura de frases-veículo realizada pelas informantes dos 2 grupos. Buscou-se averiguar o papel das seguintes variáveis linguísticas e “extralinguísticas” na produção protética do grupo experimental: contextos precedente e seguinte à sibilante, frequência de ocorrência, ordem de leitura, nível de proficiência e tempo de residência em Genebra. Os resultados mostram que 34.8% das leituras (451 de 1296 frases lidas) apresentam prótese cuja qualidade das vogais produzidas aponta formas híbridas: média-alta anterior, observado no PB, porém com arredondamento bilabial parcial, recorrente no francês. Os dados apresentam relevância estatística de p<0.001 nos quesitos contexto precedente, frequência de uso, tempo de residência, nível de proficiência, hábito linguístico diário; e p=0.047 na ordem de leitura. Os resultados apontam que 5 variáveis têm relevância na produtividade do fenômeno protético: (i) estudantes nível B1 segundo o Quadro Europeu, (ii) informantes com até 12 meses de residência em Genebra, (iii) palavras-alvo de média frequência de ocorrência, (iv) contexto precedente vozeado e (v) a 1a produção da leitura tríplice. Os resultados sugerem que o repertório fonológico das informantes parece não refletir fielmente a L1. Reitera-se, portanto, que fatores linguísticos e “extralinguísticos” atuam dinamicamente no desenvolvimento de LA/L2/LE, corroborando a imprevisibilidade e a não linearidade da linguagem postuladas pelo paradigma da complexidade.
This study investigated how the prosthetic phenomenon acts in French as a non native language, i. e. an additional language (AL/L2/FL) by Brazilian Portuguese speakers (BP) as the only mother tongue language (L1). The vowel prosthesis, observed in the historical course of several languages, among them Portuguese, is characterized by the insertion of a non-etymological vowel at the beginning of a word (DUBOIS et al., 2002; VIARO, 2004). Studies of English AL/L2/FL point out that BP-L1 speakers perform prosthesis when they encounter the sibilant with a consonant word-initial sequence (#sC), uncommon in BP. The present work is proceeded in the light of the Complex Adaptive Systems (CAS) (LARSENFREEMAN, 1997; DE BOT et al., 2007; LARSEN-FREEMAN and CAMERON, 2008; ELLIS and LARSEN-FREEMAN, 2009). Geneva (Switzerland) was the locus of this research and, to carry out this analysis, 9 Brazilian women (aged 24-37) composed the experimental group. They are resident in the city, BP speakers as the only L1 and enrolled in a French LA/L2/LE course. The research counted on a control group as well, composed of 2 Geneva female citizens French only speakers as L1 (aged 22-57). Using assumptions of Gestural Phonology (BROWMAN and GOLDSTEIN, 1988, 1989, 1992; ALBANO, 1990, 2001), the collected data of the reading of carrier sentences done by the 2 group of participants was acoustically analyzed via Praat freeware. The role of the following linguistic and "extralinguistic" variables in the prosthetic production of the experimental group was investigated: preceding and following context of the sibilant, frequency of occurrence, reading order, lexical proficiency and length of residence in Geneva. The results show that 34.8% of the readings (451 over 1296 read sentences) has a prosthesis whose its quality shows hybrid forms: an anterior medium-high vowel, as observed in PB, but with some partial bilabial rounding, recurrent in French. The data presents a statistical significance of p<0.001 in the previous context, frequency of use, length of residence, level of proficiency, daily linguistic habit; and p=0.047 in the reading order variable. The results indicate that 5 variables have relevance in the productivity of prosthetic phenomena: (i) level B1 of European Framework of Languages students, (ii) informants with up to 12 months of residence in Geneva, (iii) medium-frequency target words, (iv) voiced precedent context and (v) the 1st production of the triple reading. The findings suggest that the informants' phonological repertory does not seem to accurately reflect L1. It is therefore reiterated that linguistic and "extralinguistic" agents act dynamically in the development of AL/L2/FL, corroborating the unpredictability and non-linearity of language postulated by the paradigm of complexity.
Cette étude a investigué comment le phénomène prothétique se produit en français langue non maternelle, i. e. additionnelle (LA/L2/LE) par des locuteurs natifs de portugais brésilien (PB) comme la seule langue maternelle (L1). Le phénomène prothétique, observé au cours historique de plusieurs langues dont le portugais, il se caractérise par l'insertion d’une voyelle non-étymologique au début de mot (DUBOIS et al., 2002; VIARO, 2004). Des recherches d’anglais LA/L2/LE montrent que des individus PB-L1 produisent la prothèse face à la séquence de sifflante avec consonne au début de mot (#sC), inhabituel en PB. Cette étude a été réalisée à la lumière des Systèmes Adaptatifs Complexes (SAC) (LARSENFREEMAN, 1997; DE BOT et al., 2007 ; LARSEN-FREEMAN et CAMERON, 2008; ELLIS et LARSEN-FREEMAN, 2009). Genève (Suisse) est le locus de la recherche et, pour procéder à l’analyse, 9 Brésiliennes (24-37 ans) ont composé le groupe expérimental. Étant toutes résidentes dans ladite ville, elles ont le PB comme seule L1 et sont inscrites à des cours de français LA/L2/LE. La présente recherche a également compté sur un groupe contrôle, composé de 2 Genevoises parlant le français comme unique L1 (22-57 ans). Se servant des préceptes théoriques de la Phonologie Gestuelle (BROWMAN et GOLDSTEIN, 1988, 1989, 1992 ; ALBANO, 1990, 2001), les données collectées à partir de la lecture de phrases-cadre par les participantes des 2 groupes ont été analysées par le freeware Praat. On a contrôlé le rôle des facteurs qui favorisaient la réalisation de la prothèse vocalique par le groupe expérimental sur le plan linguistique et « extralinguistique » comme suit : les contextes précédant et suivant à la sifflante, la fréquence d'occurrence, l’ordre de lecture, le niveau de français et le temps de résidence à Genève. Les résultats présentent que 34,8% des lectures (451 sur 1296 phrases-cible lues) disposent d’une voyelle prothétique, dont sa qualité est caractérisée par des formes hybrides : voyelle antérieure moyenne-haute, observée en PB, mais avec quelque arrondissement bilabiale, présent en français. Les données démontrent signification statistique de p<0.001 en ce qui concerne le contexte précédent, la fréquence d'utilisation, le temps de résidence, le niveau de français LA, la/les langue(s) utilisée(s) au quotidien; et p=0.047 pour l'ordre de lecture. Les résultats constatent que 5 variables semblent favoriser la productivité du phénomène prothétique: (i) les apprenantes niveau B1 selon le Cadre Européen, (ii) les participantes résidant à Genève depuis 12 mois ou moins, (iii) les mots-cible de moyenne fréquence d'usage en français, (iv) le contexte précédent voisé et (v) la 1ère production de la triple lecture. Cette recherche conclut que le répertoire phonologique des participantes semble ne plus correspondre exactement au PB-L1. Cette étude renforce le fait que les facteurs linguistiques et «extralinguistiques» agissent dynamiquement dans le processus de développement en LA/L2/LE, constatant, ainsi, l'imprévisibilité et la nonlinéarité propres au langage d’après le paradigme de la complexité.

Ce travail est consacré au problème d'estimation non paramétrique dans des modèles de régression en temps continu. On considère le problème d'estimation d'une fonction inconnue S supposée périodique. Cette estimation est basée sur des observations générées par un processus stochastique; ces observations peuvent être en temps continu ou discret. Pour ce faire, nous construisons une série d'estimateurs par projection et nous approchons la fonction inconnue S par une série de Fourier finie. Dans cette thèse, nous considérons le problème d'estimation dans le cadre adaptatif, c'est-à-dire le cas où la régularité de la fonction S est inconnue. Pour ce problème, nous développons une nouvelle méthode d'adaptation basée sur la procédure de sélection de modèle proposée par Konev et Pergamenshchikov (2012). Tout d'abord, cette procédure nous donne une famille d'estimateurs ; après nous choisissons le meilleur estimateur possible en minimisant une fonction coût. Nous donnons également une inégalité d'Oracle pour le risque de nos estimateurs et nous donnons la vitesse de convergence minimax
This thesis is devoted to the problem of non parametric estimation for continuous-time regression models. We consider the problem of estimating an unknown periodoc function S. This estimation is based on observations generated by a stochastic process; these observations may be in continuous or discrete time. To this end, we construct a series of estimators by projection and thus we approximate the unknown function S by a finite Fourier series. In this thesis we consider the estimation problem in the adaptive setting, i.e. in situation when the regularity of the fonction S is unknown. In this way, we develop a new adaptive method based on the model selection procedure proposed by Konev and Pergamenshchikov (2012). Firstly, this procedure give us a family of estimators, then we choose the best possible one by minimizing a cost function. We give also an oracle inequality for the risk of our estimators and we give the minimax convergence rate

Le problème de l'adaptation d'impédance en ingénierie des hyper fréquences et en électronique en général consiste à minimiser la réflexion de la puissance qui doit être transmise, par un générateur, à une charge donnée dans une bande de fréquence. Les exigences d'adaptation et de filtrage dans les systèmes de communication classiques sont généralement satisfaites en utilisant un circuit d'adaptation suivi d'un filtre. Nous proposons ici de concevoir des filtres d'adaptation qui intègrent à la fois les exigences d'adaptation et de filtrage dans un seul appareil et augmentent ainsi l'efficacité globale et la compacité du système. Dans ce travail, le problème d'adaptation est formulé en introduisant un problème d'optimisation convexe dans le cadre établi par la théorie de d'adaptation de Fano et Youla. De ce contexte, au moyen de techniques modernes de programmation semi-définies non linéaires, un problème convexe, et donc avec une optimalité garantie, est obtenu. Enfin, pour démontrer les avantages fournis par la théorie développée au-delà de la synthèse de filtres avec des charges complexes variables en fréquence, nous examinons deux applications pratiques récurrentes dans la conception de ce type de dispositifs. Ces applications correspondent, d'une part, à l'adaptation d'un réseau d'antennes dans le but de maximiser l'efficacité du rayonnement, et, d'autre part, à la synthèse de multiplexeurs où chacun des filtres de canal est adapté au reste du dispositif, notamment les filtres correspondant aux autres canaux
The problem of impedance matching in electronics and particularly in RF engineering consists on minimising the reflection of the power that is to be transmitted, by a generator, to a given load within a frequency band. The matching and filtering requirements in classical communication systems are usually satisfied by using a matching circuit followed by a filter. We propose here to design matching filters that integrate both, matching and filtering requirements, in a single device and thereby increase the overall efficiency and compactness of the system. In this work, the matching problem is formulated by introducing convex optimisation on the framework established by the matching theory of Fano and Youla. As a result, by means of modern non-linear semi-definite programming techniques, a convex problem, and therefore with guaranteed optimality, is achieved. Finally, to demonstrate the advantages provided by the developed theory beyond the synthesis of filters with frequency varying loads, we consider two practical applications which are recurrent in the design of communication devices. These applications are, on the one hand, the matching of an array of antennas with the objective of maximizing the radiation efficiency, and on the other hand the synthesis of multiplexers where each of the channel filters is matched to the rest of the device, including the filters corresponding to the other channels

L'objectif de nos travaux est de développer un cadre méthodique afin de modéliser les préférences, les changements de comportement des individus ainsi que leurs impacts sur l'état d'un système complexe dans un contexte dynamique. L'utilisateur doit simuler les conséquences des politiques de transports et d'urbanisme sur l'offre et demande de stationnement, étape essentielle. Modéliser les préférences hétérogènes des usagers, intégrer des connaissances, selon des logiques comportementales différentes, ont justifié l'approche multi agents. Afin d'avoir des représentations adaptatives et évolutives des comportements des agents individus, les processus décisionnels et d'apprentissage sont modélisés au moyen d'un panier d'outils issus de l'optimisation des procédés industriels, des techniques Data Mining, de marketing. L'emploi personnalisé du simulateur avec l'interactivité utilisateursimulateur a motivé l'adaptation de ce cadre méthodique à la simulation des systèmes complexes sociétaux.

Les grilles et les clouds sont deux types aujourd'hui largement répandus de systèmes informatiques distribués (en anglais DCS). Ces DCS sont des systèmes complexes au sens où leur comportement global émergent résulte de l'interaction décentralisée de ses composants, et n'est pas guidée directement de manière centralisée. Dans notre étude, nous présentons un modèle de système complexe qui gère de manière la plus efficace possible les ressources d'un DCS. Les entités d'un DCS réagissent à l'instabilité du système et s'ajustent aux conditions environnementales pour optimiser la performance du système. La structure des réseaux d'interaction qui permettent un accès rapide et sécurisé aux ressources disponibles est étudiée, et des améliorations proposées
Grids and clouds are types of currently widely known distributed computing systems or DCSs. DCSs are complex systems in the sense that their emergent global behavior results from decentralized interaction of its parts and is not guided directly from a central point. In our study, we present a complex system model that efficiently manages the ressources of a DCS. The entities of the DCS react to system instability and adjust their environmental condtions for optimizing system performance. The structure of the interaction networks that allow fast and reliable access to available resources is studied and improvements ar proposed

En automatique, un observateur joue un rôle primordial dans la commande et la supervision des processus ou encore la détection de défauts, vu sa capacité à fournir des informations sur les valeurs des états non mesurés ou non disponibles. Dans ce contexte, cette thèse porte sur l'estimation non pas uniquement de l'état, mais aussi des paramètres inconnus affectant la dynamique du système de façon simultanée. Ce problème est traité pour des classes de systèmes non linéaires soumis à des retards constants et inconnus. Il représente un enjeu double, tant sur l'estimation conjointe de l'état et des paramètres inconnus, que dans la présence des retards qui affectent la dynamique des systèmes. Dans un premier temps, des observateurs fonctionnels robustes ont été développés pour des systèmes faisant intervenir des non linéarités état-commande et soumis à des retards. Le problème de la robustesse a été considérée, dans un premier temps, pour prendre en compte la présence de perturbations à énergie finie en faisant appel à la théorie Hinfini, et dans un second temps vis-à-vis d'incertitudes paramétriques affectant les paramètres du modèle du système à observer. Des conditions nécessaires et suffisantes pour l'existence des observateurs ont été données à travers la résolution d'équations de Sylvester. Cette résolution a permis de simplifier le problème avec le paramétrage des gains de l'observateur via un seul gain à déterminer. Comme l'étude de la convergence de l'observateur revient à étudier la stabilité de l'erreur d'estimation, la théorie de Lyapunov-Krasovskii dédiée à la stabilité des systèmes à retards a été utilisée en se basant sur une approche de type descripteur. Cette étude a permis d'aboutir à des conditions suffisantes de convergence asymptotique, exprimées sous forme de LMI. Tout au long du mémoire, la synthèse des observateurs a été considérée pour l'ordre plein et l'ordre réduit. Puis, les développements ont été étendus, au cas où on souhaite estimer l'état du système considéré simultanément avec certains paramètres inconnus affectant ce dernier. Deux pistes ont été étudiées à travers ce mémoire : lorsque le vecteur des paramètres inconnus agit linéairement par rapport à la dynamique du système et lorsque les paramètres inconnus agissent non linéairement par rapport à la dynamique du système. L'approche développée a permis d'étudier simultanément la convergence de l'état et des paramètres inconnus, ce qui a permis de relaxer certaines contraintes imposées lors de la synthèse des observateurs adaptatifs dans la littérature, notamment la contrainte d'excitation persistante considérée au niveau de la deuxième piste de recherche. Pour finir, les résultats obtenus ont été étendus à une classe de systèmes singuliers non linéaires, qui, outre les relations dynamiques, fait intervenir des relations algébriques
In automatic control reaserch fields, an observer plays a key role in the control and supervision of processes or the detection of faults, given its ability to provide information on the values of unmeasured or unavailable states. In this context, this thesis deals with the estimation not only of the state but also of the estimation of the unknown parameters affecting the dynamics of the system simultaneously with the state vector. In particular, the problem is addressed for classes of nonlinear systems subject to constant and unknown delays. This problem represents a dual challenge, both on joint estimation of unknown state and parameters, as well as the presence of delays that affect the system dynamics. First, functional observers were developed for systems subject to time delays and involving state-input nonlinearities. The problem of robustness was studied, initially, when some finite energy perturbations occured in the system dynamics, which required the H∞ theory in order to attenuate its effects. In a second time, it is treated when parametric uncertainties affect the model parameters. Necessary and sufficient conditions for the existence of observers have been given through the resolution of Sylvester's equations. This resolution made it possible to simplify the problem by setting the observer gains via a single gain to be determined. As the study of the observer's convergence returns to studying the stability of the estimation error, Lyapunov-Krasovskii theory dedicated to the stability of the delay systems was used based on the descriptor transformations. This study lead to sufficient conditions of a symptotic convergence, expressed in terms of LMI. Throughout the dissertation, the synthesis of observers was considered in full and reduced order cases. The developments were then extended to estimate the system states simultaneously with unknown parameters affecting its dynamics. Two approaches have been investigated through this memory: when the vector of the unknown parameters acts linearly with respect to the dynamics of the system and when the unknown parameters act nonlinearly with respect to this dynamics. The approach proposed in this work make it possible to simultaneously estimate the convergence of the state and unknown parameters, which made it possible to relax some constraints considered in the synthesis of adaptive observers in the literature. It concerns particularly the persistent excitation constraint considered in the second approach. Finally, the results obtained have been extended to the class of singular systems, which, in addition to the dynamic relations, involves algebraic relations in their description

Le travail de cette thèse consiste à étendre les méthodes d'optimisation multicritère à la conception des structures actives, et plus particulièrement à l'emplacement des capteurs et des actionneurs sur une structure mécanique. Les systèmes mécaniques adaptatifs font appel à des régulateurs LQG (Linear Quadratic Gaussien). Les principales matrices du contrôle optimal LQG, sont déterminées par minimisation d'un critère quadratique mais avec en plus des contraintes qui sont prises en compte au cours d'un processus itératif (exemple : l'utilisation des actionneurs au maximum de leurs possibilités conduit à modifier itérativement des rapports spécifiques des pondérations). Nous avons proposé une stratégie originale pour l'optimisation de la matrice de gain du régulateur, en tenant compte des contraintes sur la commande des actionneurs et sur les sorties. Puisqu'il s'agit d'un problème d'optimisation sous contrainte, nous avons choisi un algorithme de recherche de point-selles de type Uzawa. Le choix et le positionnement des actionneurs et des capteurs se fait en fonction bien sûr des objectifs à atteindre mais peut être guidé par quelques idées simples d'une base de connaissance. Nous avons développé une méthode de positionnement optimal des actionneurs basée sur l'approche logique floue. En effet, l'approche logique floue permet la prise en compte de connaissances expertes ainsi que l'introduction facile de règles expertes supplémentaires. Enfin, nous avons indiqué des pistes pour l'emplacement du premier capteur sur la structure active en se basant sur les normes énergétiques de perturbabilités et d'observabilités. Ces travaux ont été appliqués à l'étude d'un panneau en aluminium
The aim of this work is to extend multi-criterion optimisation methods to active structure design, and particularly to the placement of sensors and actuators on a mechanical structure. Adaptive mechanical systems use LQG regulators (Linear Quadratic Gaussien). The main matrices are determined by minimisation of a quadratic criterion and under consideration of some constraints that are used during the iterative process (ex: the use of actuators at the maximum of their possibilities leads to iteratively modify the specific ratio of weight factors). We propose an original strategy for the optimisation of the regulator gain matrix by considering constraints on the actuator control and outputs. Since the problem is an optimisation under constraints, UZAWA algorithm was used to the search of saddle-point. The choice and placement of actuators and sensors are of course made according to the fixed objectives, but it is also leaded by taking into account simple ideas given by an expert system knowledge. Fuzzy logic approach was used to optimise actuators placement. This approach allows the consideration of knowledge given by expert as well as the easy introduction of additional expert rules. Finally, ways to the first sensor placement on the active structure are shown using energetic standards for perturbability and observability. This work was applied to the study of an aluminium panel

Dans cette étude, on s’intéresse à l’étude de la mobilité urbaine à partir de traces de données de téléphonie mobile qui ont été fournies par l’opérateur Orange. Les données fournies concernent la région de la ville de Rouen, durant un événement éphémère qui est l’Armada de 2008. Dans une première étude, on gère une masse importante de données pour extraire des caractéristiques permettant de qualifier des usages de la ville lors d’évènements éphémères, en fonctions des jours d’activités ou de repos des individus. Des visualisations sont données et permettent de comprendre les mobilités engendrées de manière spécifique ou non par l’événement. Dans une seconde partie, on s’intéresse à la reconstitution de trajectoires avec des approches agrégées inspirées des techniques de physique statistique afin de dégager des comportements en fonction des périodes d’activités et d’un découpage spatial en grandes zones urbaines. On tente ainsi de dégager des lois en observant des distributions en loi de puissance caractéristiques de la complexité des systèmes étudiés
In this study, we are interested in the study of urban mobility from traces of mobile data that were provided by the operator Orange. The data provided relate to the region of the city of Rouen, during an ephemeral event that is the Armada of 2008. In a first study, a large amount of data is managed to extract characteristics allowing to qualify the uses of the city during ephemeral events, depending on the days of activity of the individuals. Visualizations are given and make it possible to understand the mobilities generated in a specific way during the event. In the second part, we study the reconstruction of trajectories with aggregated approaches inspired by statistical physics techniques in order to reveal behaviors according to periods of activity and a spatial division in large urban areas. In order to obtain the general mobility law by observing distributions in power law characteristic for the studied complex system

Dans cette thèse, nous proposons la synthèse d'observateurs adaptatifs pour certaines classes de systèmes non linéaires multi-sorties uniformément observables. Dans un premier temps, les systèmes avec une paramétrisation linéaire sont considérés. Ensuite, les résultats obtenus ont été étendus au cas de paramétrisation non linéaire. La caractéristique principale des observateurs proposés réside dans le fait que leur gain fait intervenir une fonction de synthèse dont le choix permet d'obtenir différents types d'observateurs tels que des observateurs de type grand gain classiques ou à modes glissants. De plus, le réglage de ce gain se fait à travers le choix d'un seul paramètre scalaire. La convergence exponentielle des observateurs proposés a été établie sous une certaine condition d'excitation persistante qui a été donnée. Dans la dernière partie de la thèse, nous proposons un schéma de commande adaptative avec retour de sortie pour une classe de systèmes non linéaires commandables et uniformément observables. Les performances des observateurs proposés sont illustrées en simulation à travers des exemples académiques et des exemples réels d'application relatifs à un moteur asynchrone, un bioréacteur et un moteur à fuel.

Un des défis majeurs pour le développement des Systèmes Multi-Agents (SMA) auto-organisateurs est de garantir la convergence du système vers la fonction globale attendue par un observateur externe et de garantir que les agents sont capables de s'adapter face aux perturbations. Dans la littérature, plusieurs travaux se sont basés sur la simulation et le model-checking pour analyser les SMA auto-organisateurs. La simulation permet aux concepteurs d'expérimenter plusieurs paramètres et de créer certaines heuristiques pour faciliter la conception du système. Le model-checking fournit un support pour découvrir les blocages et les violations de propriétés. Cependant, pour faire face à la complexité de la conception des SMA auto-organisateurs, le concepteur a également besoin de techniques qui prennent en charge non seulement la vérification, mais aussi le processus de développement lui-même. En outre, ces techniques doivent permettre un développement méthodique et faciliter le raisonnement sur divers aspects du comportement du système à différents niveaux d'abstraction. Dans cette thèse, trois contributions essentielles ont été apportées dans le cadre du développement et la vérification formelle des SMA auto-organisateurs: une formalisation à l'aide du langage B-événementiel des concepts clés de ces systèmes en trois niveaux d'abstraction (micro, méso et macro), une expérimentation d'une stratégie de raffinement descendante pour le développement des SMA auto-organisateurs et la proposition d'un processus de raffinement ascendant basé sur des patrons de raffinement
A major challenge for the development of self-organizing MAS is to guarantee the convergence of the system to the overall function expected by an external observer and to ensure that agents are able to adapt to changes. In the literature, several works were based on simulation and model-checking to study self-organizing MAS. The simulation allows designers to experiment various settings and create some heuristics to facilitate the system design. Model checking provides support to discover deadlocks and properties violations. However, to cope with the complexity of self-organizing MAS, the designer also needs techniques that support not only verification, but also the development process itself. Moreover, such techniques should support disciplined development and facilitate reasoning about various aspects of the system behavior at different levels of abstraction. In this thesis, three essential contributions were made in the field of formal development and verification of self-organizing MAS: a formalization with the Event-B language of self-organizing MAS key concepts into three levels of abstraction, an experimentation of a top-down refinement strategy for the development of self-organizing MAS and the definition of a bottom-up refinement process based on refinement patterns

Les hypermédias adaptatifs, comme tous les systèmes à base de connaissances, peuvent être divisés en deux parties : une partie statique, permettant la représentation de données relatives aux domaines à traiter, et une partie dynamique, consacrée au traitement des données par différents procédés. Les modèles de données existants sont souvent difficiles à réutiliser car ils sont soit très spécifiques à une application particulière, soit très généraux et, dans ce cas, il est rarement possible de les rendre plus spécifiques pour un domaine d’application particulier. Les modèles d’adaptation existants se limitent souvent à des langages de règles, qui ne font pas de distinction entre les différentes sortes de données. Cette thèse propose des modèles génériques de données, décrits sous forme de diagrammes de classe UML, permettant par spécialisation la création de modèles spécifiques à un domaine d’application. Elle présente également un modèle d’adaptation entièrement décrit en calcul des prédicats du premier ordre, basé sur la logique situationnelle, et muni d’un langage de règles constitué de plusieurs niveaux, prenant en compte les différents types de données à des niveaux différents du langage. Ce langage introduit, en outre, une forme de méta-adaptation, par sélection de stratégies de parcours du domaine. Cette thèse introduit la notion de parcours par tronçons, qui offre une solution intermédiaire, entre le parcours libre et le parcours guidé. L’ensemble des modèles est utilisé pour proposer une application dans le domaine du e-learning
Adaptive hypermedia systems can be split in two parts, as any knowledge-based systems: a static part, in charge of representing the data related to the application, and a dynamic part, in charge of computing the data. The existing data models are difficult to reuse, since they are either dedicated to a specific application, or very general, in which case they can rarely be specified to fit a domain in particular. The adaptation models are often limited to a rule language, which makes no distinction between the different kinds of data it deals with. This thesis describes generic data models, which allow the creation data models specific for a given domain. These models are provided as UML class diagrams, which can be specialized to provide specific models. This thesis also describes an adaptation model. This model is based on first order logic. It reuses the situation calculus, and introduces a rule language working altogether with the calculus. This rule language is made of different layers, which take into account the different kinds of data. It also allows the description of meta-adaptation, by selection of adaptation strategies. Finally, this thesis introduces the notion of semi-guidance, an intermediary between full guidance and free navigation. All the models described above have been used to provide an e-learning application

Deux principales approches ont été identifiées parmi les théories économiques issues des travaux de Simon : l'écologie organisationnelle et le management stratégique. Elles étudient séparément les deux principaux problèmes de sélection (matérialisée par l'intégration des formes organisationnelles) et d'adaptation. De récentes réflexions s'orientent vers l'unification des deux approches. Cependant, aucun modèle, à notre connaissance, n'a encore été proposé pour étudier simultanément les deux problèmes jusque-là abordés indépendamment. Ceci est notamment dû à la complexité des systèmes économiques. Le but de la thèse est de palier cette lacune en suggérant un modèle qui intègre les deux niveaux firmes et formes organisationnelles. Notre solution est basée sur l'utilisation des systèmes multi-agents adaptatifs. Nous montrons donc que les systèmes multi-agents adaptatifs permettent d'étudier les deux problèmes (adaptation et sélection) simultanément et que l'adaptation ne se limite pas aux agents mais est aussi présente au niveau des formes organisationnelles. La première partie de la thèse a permis de montrer l'intérêt des agents adaptatifs pour modéliser les firmes. Elle nous a permis aussi de mettre en évidence l'intérêt et les problèmes engendrés par l'utilisation des techniques d'apprentissage dans un contexte multi-agents. La deuxième partie correspond à la modélisation des formes organisationnelles et leur relation avec les firmes afin de vérifier qu'il existe une boucle où toute variation des formes organisationnelles est interprétée par les firmes pour leur adaptation et où l'adaptation des firmes engendre des variations dans les formes organisationnelles
Two main economic theories were identified among the economic theories which appear after Simon work: organizational ecology and strategic management. They investigate independently the problems of selection (embodying the integration of organizational forms) and adaptation. Recent research orientations focused on unifying the two approaches. However, no research studied merged these two approaches considered so far as independent. This is most likely due to the complexity of economic systems. This thesis defines a complete economic model integrating firms and organisational forms using an approach based on adaptive multi-agent systems. We show that adaptive multi-agent systems are well suited for the adaptation and selection problem and that the adaptation is not simply a feature of agents but also present at the organizational forms level. The first part of the thesis shows the advantages of using adaptive agents in modelling firms while highlighting the problems caused by the use of learning techniques in a multi-agent context. The second part models organizational forms and their interaction with firms. It proves the existence of a loop where each variation in the organizational forms is interpreted by firms which accordingly adapt, and where the adaptation of firms generates variations at the form level

Cette thèse se place volontairement dans un contexte futuriste où la complexité des systèmes sur puce a augmenté de façon exponentielle, où la technologie ne garantit plus la stabilité de ses paramètres, et où le nombre de transistors implantés oblige à repenser l'amélioration des performances architecturales en termes de multiplication des cœurs de calcul. L'architecture cible de cette thèse est une architecture massivement parallèle (plus de 100 éléments de calcul complexes). La maîtrise de ces architectures est un élément essentiel pour assurer la compétitivité des futurs systèmes embarqués. Cette thèse propose l'architecture HS-Scale composé un ensemble de briques de base permettant d'aller vers des architectures auto adaptatives, c'est à dire capables de réagir et de s'adapter à leur environnement extérieur et à leur état interne sans intervention extérieure

La contribution principale de ce travail de recherche est la proposition d'un modèle flou avec des fonctions d'appartenance dynamiques à paramètres ajustables en ligne, par un algorithme basé sur l'Apprentissage par Renforcement (AR). L'approche présentée prend en compte la dynamique des variables du système en introduisant, dans les fonctions d'appartenance d'un modèle flou, la valeur moyenne et la variance des variables d'entrée et de sortie du modèle au temps t. De cette manière, les ensembles flous se déplacent sur le domaine de discours des variables, en fonction des valeurs de la moyenne et de la variance échantillonnées ;ainsi, la possibilité d'obtenir des ensembles flous disjoints peut être minimisée. La propriété dynamique du modèle flou proposé est un atout pour résoudre les problèmes de commande de systèmes variant avec le temps, par exemple. Des exemples d'identification de fonctions non-linéaires, variant avec le temps, illustrent la capacité du modèle flou adaptatif dynamique pour l'identification des systèmes. Une application à la commande prédictive a été développée, en utilisant le modèle flou proposé comme modèle de prédiction et l'AR pour résoudre le problème d'optimisation de ce type de schéma de commande. Finalement, l'utilisation de l'information contenue dans les fonctions d'appartenance dynamiques du modèle flou à des niveaux supérieurs de supervision et diagnostic, a été aussi discutée comme perspective intéressante d'application de ce type de modèles
This work deals with the proposition of an adaptive fuzzy model with dynamical membership functions. The identification of the parameters of these membership functions is performed by a on-line reinforcement learning-based algorithm. This approach takes into account the system variables dynamic by incorporating the mean value and the variance, at time t, of the input and output variables of the fuzzy model into its membership functions. By this way, the fuzzy sets associated to the fuzzy variables, are relocated on the domain of discourse according to the sampled mean and variance values; thus, a disjointed partition of the fuzzy sets of the fuzzy model could be avoid. The dynamical property of the proposed fuzzy models is an asset in fuzzy control problems in case of time-varying nonlinear systems, for example. Classical examples related to the identification of time-varying nonlinear functions show the capabilities of the dynamical fuzzy models. An application to predictive control has been developed using the fuzzy model as one step ahead predictor and the reinforcement learning in the optimization problem of this type of control scheme. Finally, a discussion about the use of the information provided by the dynamical membership functions is presented in order to accomplish diagnosis and supervision tasks at upper levels

L’évaluation de risques est conditionnée par les connaissances et les informations disponibles au moment où l’analyse est faite. La modélisation et la simulation sont des moyens d’explorer et de comprendre le comportement du système, d’identifier des scénarios critiques et d’éviter des surprises. Un certain nombre de simulations du modèle sont exécutées avec des conditions initiales et opérationnelles différentes pour identifier les scénarios conduisant à des conséquences critiques et pour estimer leurs probabilités d’occurrence. Pour les systèmes complexes, les modèles de simulations peuvent être : i) de haute dimension ; ii) boite noire ; iii) dynamiques ; iv) coûteux en termes de calcul, ce qu’empêche l’analyste d’exécuter toutes les simulations pour les conditions multiples qu’il faut considérer.La présente thèse introduit des cadres avancés d’évaluation des risques basée sur les simulations. Les méthodes développées au sein de ces cadres sont attentives à limiter les coûts de calcul requis par l’analyse, afin de garder une scalabilité vers des systèmes complexes. En particulier, toutes les méthodes proposées partagent l’idée prometteuse de focaliser automatiquement et de conduire d’une manière adaptive les simulations vers les conditions d’intérêt pour l’analyse, c’est-à-dire, vers des informations utiles pour l'évaluation des risques.Les avantages des méthodes proposées ont été montrés en ce qui concerne différentes applications comprenant, entre autres, un sous-réseau de transmission de gaz, un réseau électrique et l’Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator (ALFRED)
Risk assessment is conditioned on the knowledge and information available at the moment of the analysis. Modeling and simulation are ways to explore and understand system behavior, for identifying critical scenarios and avoiding surprises. A number of simulations of the model are run with different initial and operational conditions to identify scenarios leading to critical consequences and to estimate their probabilities of occurrence. For complex systems, the simulation models can be: i) high-dimensional; ii) black-box; iii) dynamic; and iv) computationally expensive to run, preventing the analyst from running the simulations for the multiple conditions that need to be considered.The present thesis presents advanced frameworks of simulation-based risk assessment. The methods developed within the frameworks are attentive to limit the computational cost required by the analysis, in order to keep them scalable to complex systems. In particular, all methods proposed share the powerful idea of automatically focusing and adaptively driving the simulations towards those conditions that are of interest for the analysis, i.e., for risk-oriented information.The advantages of the proposed methods have been shown with respect to different applications including, among others, a gas transmission subnetwork, a power network and the Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator (ALFRED)

La présence de centrales nucléaires loin des centres de consommation a entrainé une dégradation de la stabilité du réseau électrique. Pour faire face à ce problème, la solution généralement adoptée est d'introduire des signaux additionnels stabilisateurs dans le régulateur de tension des alternateurs, le stabilisateur à écart de puissance (S. E. P. ) et le stabilisateur à écart de vitesse (S. E. V. ). En appliquant les techniques de l'automatique moderne on peut concevoir un régulateur à retour d'état stabilisant n'importe quel système instable stabilisable d'où l’idée de régulateur à quatre boucles (R. Q. B. ). Suite aux incidents de Saint-Alban et Gravelines un autre problème s'est posé. C'est celui de la trop grande sensibilité de la tension statorique aux composantes lentes de la fréquence du réseau. Ce problème a été résolu par la suppression de la boucle de vitesse et d'induction d'un régulateur adaptatif additionnel. La synthèse du régulateur additionnel est faite par la méthode de commande adaptative indirecte qui réalise le calcul des coefficients du régulateur à partir d'un modèle du système identifié en ligne. La méthode de commande qui a été choisie est du type L. Q. Sur état étendu avec décomposition du système à régler en une partie simple instable, qui est effectivement réglée et une partie compliquée suffisamment stable qui est laissée en boucle ouverte. Cette dernière disposition permet d'obtenir un algorithme de commande insensible à la complexité stable du système à régler. La validation de cette méthode a été faite progressivement depuis la simulation numérique jusqu'aux essais sur groupe réel passant par une simulation analogique. Les résultats d'essais effectués sur deux groupes tournants de taille réduite l'un à l'ENSIEG de Grenoble et l'autre au micro réseau d'EDF de Clamart sont encourageants

Description d'algorithmes de commande adaptative basés sur des stratégies de commande de type P. I. D. Et à leur application pour la commande d'un télécopieur. Dans la première partie, en présence des algorithmes basés soit sur le placement des pôles en boucle fermée soit sur la minimisation de critères quadratiques. De plus nous abordons les différents problèmes relatifs à la mise en oeuvre de ces algorithmes lors de la commande d'un processus réel. Dans la seconde partie, nous présentons des résultats expérimentaux obtenus à la fois à partir de simulations et d'essais réels. Les simulations réalisées sur microprocesseur Motorola 68000 permettent de comparer les performances numériques des divers algorithmes tout en mettant en évidence les aspects fonctionnels de la mise en oeuvre de chacun d'eux. Les essais réels sont relatifs à la commande d'un télépointeur à l'aide d'un microprocesseur 68000

On appelle résilient un système capable de conserver ses propriétés de sûreté de fonctionnement en dépit des changements (nouvelles menaces, mise-à-jour,…). Les évolutions rapides des systèmes, y compris des systèmes embarqués, implique des modifications des applications et des configurations des systèmes, en particulier au niveau logiciel. De tels changements peuvent avoir un impact sur la sûreté de fonctionnement et plus précisément sur les hypothèses des mécanismes de tolérance aux fautes. Un système est donc résilient si de pareils changements n’invalident pas les mécanismes de sûreté de fonctionnement, c’est-à-dire, si les mécanismes déjà en place restent cohérents malgré les changements ou dont les incohérences peuvent être rapidement résolues. Nous proposons tout d’abord dans cette thèse un modèle pour les systèmes résilients. Grâce à ce modèle nous pourrons évaluer les capacités d’un ensemble de mécanismes de tolérance aux fautes à assurer les propriétés de sûreté issues des spécifications non fonctionnelles. Cette modélisation nous permettra également de définir un ensemble de mesures afin de quantifier la résilience d’un système. Enfin nous discuterons dans le dernier chapitre de la possibilité d’inclure la résilience comme un des objectifs du processus de développement

Les architectures régulières intégrant plusieurs cœurs de traitement sont davantage utilisées dans les systèmes embarqués. Dans cette thèse, on s'intéresse aux mécanismes d'optimisation d'énergie dans des architectures avec une dimension étendue; pour faire face aux problèmes de variabilité technologique et aux changements du contexte applicatif, le processus d'optimisation se déroule en temps réel. Des capteurs in-situ détectent le degré de dégradation du circuit. Quant a la variabilité applicative, des moniteurs d'activité sont insérés sur un niveau architectural pour estimer la charge de travail engendrée par l'application en cours et la consommation qui en découle. Nous avons développé une méthode systématique pour l'intégration de ces capteurs avec un moindre coût en surface. Leurs sorties alimentent un processus d'optimisation basé sur la théorie de consensus et dupliqué dans chaque cœur. Ce contrôle vise à fixer la meilleure configuration locale à chaque cœur permettant d'optimiser la consommation globale du système tout en respectant les contraintes temps réel de l'application en cours. Ce schéma opère d'une manière complètement distribuée afin de garantir la scalabilité de notre solution, et donc sa faisabilité, compte tenu de la complexité des circuits actuels et futurs
Regular architectures embedding several processing elements are increasingly used in embedded systems. They require careful design to avoid high power consumption and to improve their flexibility. This thesis work deals with optimization mechanisms of large scale architectures; to meet variability issues, optimization is processed at run-time. The target design implements in-situ features to collect physical information about its yield and to monitor application workload and generated consumption. As for workload monitoring, we use activity counters connected at architecture level to a set of critical signals. We developed an automated method to optimally place these features with a minimal area overhead. The collected information are used further jointly with a power model to estimate the dissipated power and then driven appropriate optimization process. Optimal frequency for each core is set by means of a distributed controller based on consensus theory. The resulting settings aim to reduce the whole system power while fulfilling application constraints. The scheme needs to be fully distributed to garantee the control scalability, and so feasibility, as the number of cores scales

À l'ère de systèmes électroniques intégrés, les ingénieurs font face au défi de concevoir et de tester des systèmes hétérogènes contenant des parties analogiques, numériques, mécaniques et même du logiciel embarqué. Cela reste très difficile car il n'y a pas d'outil unifiant ces différents domaines de l’ingénierie. Ces systèmes, dits hétérogènes, ont leur comportement exprimées et spécifiés par plusieurs formalismes, chacun particulier à son domaine d'expertise (diagramme de machines à état pour les circuits de contrôle numérique, équations différentielles pour les modèles mécaniques, ou bien des réseaux de composants pour les circuits analogiques). Les outils de conception existants sont destinés à traiter des systèmes homogènes en utilisant un seul formalisme à la fois. Dans l'état actuel, l'industrie se bat avec des problèmes d'intégration à chaque étape de la conception, à savoir la spécification, la simulation, la validation et le déploiement. L'absence d'une approche qui comprend les spécifications des interfaces inter-domaines est souvent la cause des problèmes d'intégration de différentes parties d'un système hétérogène. Cette thèse propose une approche pour faire face à l'hétérogénéité en utilisant SysML comme outil fédérateur. Notre proposition repose sur la définition d'une sémantique explicite pour les diagrammes SysML ainsi que des éléments d'adaptation sémantiques capables d'enlever les ambiguïtés dans les interfaces multi-domaines. Pour démontrer l'efficacité de ce concept, un ensemble d'outils basés sur l'ingénierie dirigé par les modèles a été construit pour générer du code exécutable automatiquement à partir des spécifications
In the era of highly integrated electronics systems, engineers face the challenge of designing and testing multi-faceted systems with single-domain tools. This is difficult and error-prone. These so called heterogeneous systems have their operation and specifications expressed by several formalisms, each one particular to specific domains or engineering fields (software, digital hardware, analog, etc.). Existing design tools are meant to deal with homogeneous designs using one formalism at a time. In the current state, industry is forced to battle with integration issues at every design step, i.e. specification, simulation, validation and deployment. Common divide-to-conquer approaches do not include cross-domain interface specification from the beginning of the project. This lack is often the cause of issues and rework while trying to connect parts of the system that were not designed with the same formalism. This thesis proposes an approach to deal with heterogeneity by embracing it from the beginning of the project using SysML as the unifying tool. Our proposal hinges on the assignment of well-defined semantics to SysML diagrams, together with semantic adaptation elements. To demonstrate the effectiveness of this concept, a toolchain is built and used to generate systems simulation executable code automatically from SysML specifications for different target languages using model driven engineering techniques

L’Internet des Objets est une infrastructure permettant d’interconnecter des objets pour la réalisation de services évolués. Utilisée pour des applications très variées, les solutions engagées sont très diverses. On retrouve cependant une architecture typique décomposée en trois couches : la couche de perception, la couche de transport et la couche de services. Les dispositifs de la couche de perception, appelés « nœuds capteur », répondent à des contraintes de taille, de sécurité, de fiabilité, d’autonomie et de longue durée de vie. L’efficacité énergétique des nœuds est cependant la contrainte majeure à laquelle les solutions technologiques actuelles trouvent leurs limites. De nouvelles solutions et stratégies sont proposées pour répondre à ce défi, mais comment les évaluer, avec quels outils et à quelle échelle ? Comment utiliser efficacement les technologies émergentes et optimiser leur intégration dans les microcontrôleurs pour les applications de l’Internet des Objets ? Quelles nouvelles stratégies de gestion de l’énergie nous apportent des technologies telles que la FD-SOI 28 nm et les mémoires non-volatiles, et quelles sont leurs limites ? Sont-elles suffisantes et adaptées ?Pour étudier l’intégration de technologies émergentes dans les microcontrôleurs, nous avons mis en place une méthodologie d’évaluation, à partir d’une plate-forme de prototypage de nœud capteur réalisée autour d’un FPGA. Capable d’opérer dans des réseaux déjà déployés, elle nous permet une évaluation rapide, fine, dans un contexte applicatif. Nous avons étudié le remplacement de l’architecture mémoire traditionnelle par différentes solutions intégrant des mémoires magnétiques non-volatiles de type STT, et constaté en intégrant cette technologie une amélioration significative de l’efficacité énergétique du microcontrôleur pour les applications embarquées
The Internet of Things is an infrastructure enabling advanced services by interconnecting things. Although the large variety of Internet of Things applications involve many kinds of technical solutions, many of those are based on a typical architecture that can be divided in three layers: the perception layer, the transport layer and the services layer. The dispositive that composed the perception layer, called “sensor nodes”, are subject of technical requirements: size, security, reliability, autonomous, and long lifetime. Sensor nodes’ energy efficiency is the most critical point where traditional technologies show their limitations. New strategies and solutions are proposed to overcome this technical challenge; however, how can those be evaluated, with which tools and at which level? How emerging technologies can be optimized and integrated inside microcontrollers for Internet of Things applications? Which are the new strategies for energy management to adopt with technologies such as 28 nm FD-SOI and non-volatiles memories? What are their limitations? Will they be sufficient?To evaluate the integration of emerging technologies inside low power microcontrollers, we propose a new methodology using an FPGA-based sensor node prototyping platform. Able to operate in already deployed wireless sensor networks, we use it to perform fast and precise evaluations, taking account of the application context. We studied and evaluated multiple memory architecture configurations based on STT magnetic memories as a replacement of traditional solutions, and showed that the non-volatile STT memory technology can improve a microcontroller’s energy efficiency for embedded applications

L’essor des technologies numériques a permis le développement de nouvelles méthodes d’implémentation de lois de commande qui présentent de nombreux avantages par rapport aux structures dites traditionnelles. En effet, les contrôleurs numériques ont remplacé dans de nombreux cas les analogiques, de par leur coût généralement moins élevé et leur plus grande flexibilité. La mise en place de structures de commande en réseau offre également un regard nouveau. Plus ergonomiques et plus simples à entretenir que les implémentations par câblage point-à-point, elles permettent de réduire considérablement les transferts de données et donc les dépenses énergétiques dédiées aux communications. Les limitations de communications induites peuvent toutefois avoir un impact important sur les performances du système, c’est pourquoi il est nécessaire de développer de nouvelles méthodes de commande et d’observation adaptées. Dans cette thèse nous présentons dans un premier temps des méthodes de commande adaptative et robuste pour des classes de systèmes non linéaires incertains à données échantillonnées ; l’objectif étant d’améliorer les performances par rapport au simple blocage d’une loi de commande continue. Lorsque les transferts de données des capteurs à la structure de commande sont échantillonnés et ordonnancés par l’intermédiaire d’un réseau, nous avons développé un cadre d’étude méthodologique pour la synthèse d’observateurs par émulation. Nos travaux permettent de considérer de nombreux types d’observateurs (linéaires, à grand gain, par critère du cercle) ainsi qu’une multitude de configurations de réseau
The rise of digital technologies has promoted the development of new controllers implementations that have many advantages compared to traditional control structures. Indeed, digital controllers have become very popular due to their low cost and great flexibility in comparison with analogical controllers. The implementation of control structures via a network also offers a new point of view. They are generally easier to use and to maintain than point-by-point wiring, they allow one to significantly reduce data exchanges and, as a consequence, the energy cost. However, induced communication constraints can have a significant impact on system dynamical behaviour. In this thesis, we first propose adaptive and robust stabilisation methods for classes of nonlinear sampled-data systems affected by uncertainties; the main objective is to improve closed-loop performance compared to the emulation of a continuous-time control law. When data exchanges are sampled and time-scheduled via a network, we have developed a framework for the observer design by emulation. It is shown that various observer designs (linear, high gain, circle criterion) and various network configurations fit our framework

Le but de cette thèse est l'étude et le développement des méthodes d'estimation et de compensations adaptatives des effets mécaniques perturbateurs tels que : le frottement, le jeu mécanique, le stick-slip et la flexibilité des axes dans un actionneur électrique
In this thesis report, an estimation and adaptative compensation controls have been deceloped, in order to compensate some mecanical imperfections, like : friction, backlash, flexibility and the stick-slip motion in a electical actuator

Les copolymères à blocs représentent de bons candidats pour des applications biomédicales, notamment pour l’encapsulation et le relargage contrôlé de médicaments. Depuis quelques années, les équipes de recherche tentent de concevoir des nanoparticules fonctionnelles « sur mesure » de façon à augmenter leur efficacité en tant que nano-vecteurs. C’est dans ce contexte que s’est s’inscrit ce travail dont le but est de concevoir des copolymères à blocs multi-stimulables en vue d’obtenir des nano-objets adaptatifs en milieu aqueux, capables d’encapsuler des molécules actives et de les relarguer de manière contrôlée en jouant sur différents paramètres extérieurs (pH, T...). Ce manuscrit traite en premier lieu d’une nouvelle stratégie de synthèse des copolymères à blocs stimulables “hybrides”, c’est à dire comprenant un bloc vinylique stimulable et un bloc peptidique. Celle-ci, fondée sur le couplage par « chimie click » d’homopolymères fonctionnalisés eux-mêmes obtenus par polymérisation « vivante / contrôlée », s’est révélée très efficace pour l’obtention de copolymères de structure moléculaire très bien définie. . L'autre partie, dédiée à l'étude complète du comportement en milieu aqueux des copolymères à blocs “hybrides”, en fonction de divers paramètres extérieurs (pH, T), illustre leurs propriétés singulières d’auto-assemblage. Ils forment, en effet, une multitude de morphologies différentes mises en évidence par des techniques de caractérisation complémentaires. Cette partie traite également de l’incorporation de particules magnétiques au sein des nanoparticules polymères, afin de concevoir des nano-vecteurs utilisables pour l’imagerie médicale ou pour leurs propriétés d’hyperthermie. Ce projet ambitieux, croisant les concepts de l’auto-assemblage, de l’ingénierie macromoléculaire, de l’encapsulation, des systèmes hybrides organique-inorganique et des systèmes stimulables, constitue une thématique de recherche novatrice
Abstract

La compréhension d'une réaction à l'échelle microscopique passe par l'étude des changements de distribution électronique qui guident les mouvements nucléaires. Deux systèmes photoréactifs ont été étudiés en ce sens : un système {métal + molécule organique}lieu d'une réaction à transfert de charge, et une molécule éthylénique sujette à une isomérisation cis-trans. Un agrégat de van der Waals Ca-CH3F a été étudié à travers les spectres d'action de deux réactions en compétition : la formation de CaF à l'état excité, et la dissociation de l'agrégat. Le domaine spectral étudié (535-355 nm) a permis de mesurer les énergies de liaison du complexe neutre et ionisé, et d'observer la structure vibronique de ses états excités. Le transfert électronique du métal vers la molécule nécessaire à la formation de CaF se produit continûment au cours de l'allongement de la liaison C-F : le modèle du harpon qui suppose un transfert instantané sans mouvement nucléaire ne décrit donc pas correctement cette réaction. La relaxation d'une molécule éthylénique, TétrakisDiméthylAminoEthylène a été étudiée par imagerie de photoélectrons résolue en temps à l'échelle de ~100 fs. Un schéma séquentiel impliquant trois états électroniques a ainsi pu être mis en évidence sur le domaine 0-2 ps. Des oscillations de paquet d'ondes se superposent à ce schéma et prouvent que l'énergie peut rester durablement (quelques picosecondes) localisée sur un mode particulier d'un système complexe
To understand a reaction at a microscopic scale, one needs to study the evolution of the electronic distribution which drives the nuclear motions. Two photoreactive systems were studied along this line : a {metal + organic molecule } system where a charge transfer reaction occurs, and an ethylene-like molecule prone to a cis-trans isomerization. A van der Waals cluster, Ca-CH3F was studied by the action spectra of two competitive reactions : the formation of excited states of CaF, and the dissociation of the cluster. By exciting the complex in the 535-355 nm domain, it was possible to measure the binding energies of the neutral and ionized complex, and to observe the vibronic structure of its excited states. The charge transfer from the metal to the molecule needed to the formation of CaF occurs continuously during the stretching of the C-F bond : the harpoon model which supposes an instantaneous transfer without nuclear motion thus does not describe correctly this reaction. The relaxation of an ethylene-like molecule, TetrakisDimethylAminoEthylene was studied by time-resolved photoelectron imaging at the ~100 fs scale. A sequential kinetic scheme implying three electronic states thus could be observed during the first two picoseconds. Wavepacket oscillations are superimposed on this relaxation scheme and prove that energy can remain durably (few picoseconds) localised on one mode of a complex system

Aujourd'hui encore, les techniques les plus utilisées pour la commande des systèmes de puissance sont basées sur les modèles linéarisés du système et permettent de réaliser des compensateurs à paramètres fixes. Ces techniques ne prennent pas en compte les fréquentes variations des conditions de fonctionnement des turbogénérateurs. Il faut donc envisager d'avoir recours à des techniques qui s'adaptent à tout le domaine possible des conditions de fonctionnement du système. De telles commandes adaptatives nécessitent un niveau de supervision pour que leur implémentation soit performante. Ce travail analyse les apports d'un niveau de supervision dans la commande adaptative appliquée à la commande des turbogénérateurs. La supervision est réalisée pour : améliorer le processus d'identification d'une commande adaptative auto-ajustable ; déterminer un modèle paramétrique, à partir des règles de logique floue sur un réseau de modèles locaux ; et programmer les gains du compensateur, à partir des règles de logique floue sur un réseau de compensateurs locaux. Ces techniques de commande par supervision réalisent à la fois la commande de l'excitation du système monovariable (SISO) et la commande simultanée de l'excitation du système et de la vitesse de rotation de la turbine. L'application de cette commande adaptative avancée à un système de puissance a requis le développement d'un simulateur générique d'un turbogénétateur sous MATLAB/SIMULINK. Des testes simulés permettent de mettre en valeur les apports et les limitations des méthodes proposées.

Because of the increasing need of mobiles devices, most of software systems need to take into account a highly dynamic environment including hardware and software resources. This need for self-adaptation arises in both large-scale systems such as peer-to-peer systems and small-scale systems such as embedded systems. Those systems, so called ``self-adaptive systems'', have to observe the changes which occur in their environment in order to maximize the quality of the services they provide. ``Observation, Decision, Action'' have thus become the three basic capabilities of self-adaptive systems. They observe the environment in order to decide on what and when the system's architecture must be modified. The design and the development of such systems is a crossroad between three research fields in Computer Science: Software Engineering, Artificial Intelligence, and Distributed Systems. First, Software Engineering and especially Dynamic Architectures enable the definition of software systems as assemblies of well-defined software components. Then, Artificial Intelligence enables the automation of the decision process. Finally, the Distributed Systems and specially Context-Aware Systems focus on the collection and the aggregation of environmental information. However, the design and the development of self-adaptive systems are still hand-written and error prone tasks because of a lack of devoted tools and methodologies. Although most recent middleware platforms enable the dynamic updating of component-based systems, the underlying adaptation mechanisms are still too technical to fit the abstraction level needed by the system architect. Most platforms keep providing API or, at best, some low-level and platform dependant scripts. Good practices in software engineering (such as, design methods, validation tools, etc) are thus not applied to the self-adaptation concerns. The contribution of this thesis is to help the system architect by providing the tools and the methods he needs to describe self-adaptation concerns at the appropriate abstraction level. Self-adaptation behaviours are described as rules expressed in a pseudo natural language which avoid the quantification of environment properties. The system architect can define his own terminologies to portray the environment. The semantics of those rules are based on fuzzy logic and enable a direct interpretation and, therefore, the simulation, at design-time, of self-adaptive systems. Such a simulation at design time is a first validation which reduces the risk of conflicts between the architectural choices and the adaptation requirements. Such conflicts lead to expensive roll-backs in the design process. The TanGraM tool supports the definition of self-adaptive architectures, including the structure, the behaviour, and the manipulated data. It supports as well the integration and the simulation of qualitative adaptation policies at design time. An extension of the Fractal platform has also been released and enables the direct reuse of those adaptation policies in a real Fractal system. We use those tools to design and deploy a self-adaptive HTTP server which has been used as a case study. It adapts its architecture according to the average load and density of HTTP requests. However, the description of qualitative adaptation policies is a first step towards a reliable design process for self-adaptive systems.

Dans cette thèse, nous présentons un modèle multi-agents qui a pour objectif d'étudier les structures organisationnelles émergentes dans les réseaux de production et leur réification par le biais d'algorithmes à base de phéromones. Le modèle considère les agents (firmes) incorporé dans un réseau de production, qui interagissent entre eux à travers de relation B2B (business-to-business). L'évolution de la structure du réseau est endogène, car il prend en compte le comportement individuel des firmes et de leurs interactions. Les firmes sont des agents adaptatifs qui prennent des décisions d'investissement en fonction de leur efficience économique. Elles adaptent leurs prix pour être compétitives et obtenir une plus grande part du marché. En outre, elles adaptent leurs relations d'affaires avec leurs fournisseurs afin de réduire les coûts et d'obtenir un niveau élevé de satisfaction de leurs commandes. La proactivité de la firme avec des mécanismes de décision très simples au niveau micro, conduit à l'émergence de chaînes de production métastables au niveau macro. Les algorithmes basés sur les phéromones permettent de réifier dynamiquement ces structures émergentes en graphes explicites. Les résultats de nos simulations montrent l'impact du coût du transport et de la portée géographique sur la régionalisation de la production et sur la distribution de la richesse. Les firmes individuelles, avec des interactions et décisions locales, forment des structures de production stable, basées sur l'offre / demande et les mécanismes de la croissance du marché conduisant à la maturation du marché.