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Dissertations / Theses on the topic 'Systèmes complexes – Modèles mathématiques'
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Baguelin, Marc Joseph Matthieu. "Modélisation de systèmes complexes par métadynamiques : application à la modélisation de populations en coévolution." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-225.pdf.
Full textAbstract:
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.
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Porcel, Alfonso. "Contribution à la commande multivariable des systèmes complexes rapides, instables ou pseudostables." Mulhouse, 2003. http://www.theses.fr/2003MULH0716.
Full textAbstract:
Cette thèse vise l'intégration dans un véhicule automobile de fonctions de détection et de diagnostic de situations de conduite potentiellement dangereuses en utilisant les torseurs partiels d'efforts (Fx, Fy, Fz et Mz) au niveau des quatre roues. La méthode employée a permis, à partir d'essais réels, de déterminer les conditions de stabilité de véhicules type traction. Ces résultats ont été confrontés avec ceux qui sont issus de la théorie du plan de phase. Le moniteur final est capable non seulement de détecter, de façon robuste, quand une situation devient critique, mais aussi de donner son degré de criticité. Les informations en sortie de ce moniteur sont ensuite utilisées pour effectuer un contrôle dynamique de stabilité (de base) par intervention sur le système de freinage, en utilisant des techniques de logique floue. Ces actionneurs sont ainsi pilotés en utilisant des consignes en efforts. La pertinence d'une approche fondée sur la commande robuste H- est également discutéeThe subject, which is deait i͏̈vith. Here, aims at the intégration of the détection and diagnosis of potentially dangerous drivihg Situations into a road vehicle thanks to partial strain torques (Fx, Fy, Fz and Mz) on the four wheels. From reai tests, the method helped to study and determine the stability conditions of traction type vehicles. The results were compared with those obtained through the phase plane theory. The final monitor is then able, not only to detect the moment when a situation becomes critical, in a robust way, but also to give îts danger quotation degree. The output data of this monitor are then used for dynamic stability control (basic controller) by acting on the braking system, using fuzzy logic techniques. So, these actuators are controlled through strain references determined by the driver's actions. The pertinence of an approach based on the robust control is aiso examined and discussed in this paper
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Carrillo, Le Roux Galo. "Stratégie d'identification de modèles algébro-différentiels. Application aux systèmes réactionnels complexes." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT010G.
Full textAbstract:
L'identification de modeles pour les systemes reactionnels complexes est un defi ; la simulation de ces systemes, de type algebro-differentiel, requiert l'utilisation d'outils adaptes et l'estimation de parametres est souvent entravee par des problemes d'identifiabilite. Dans une premiere partie, nous introduisons les notions d'identifiabilite pratique et structurelle. Le probleme de la degenerescence des caracteristiques des estimateurs de maximum de vraisemblance est expose. Les principales issues a ce probleme sont presentees: la reduction du modele, l'utilisation de l'estimation conditionnelle et l'utilisation des estimateurs biaises dans un environnement non lineaire. Dans une deuxieme partie, nous presentons l'approche proposee pour l'estimation de parametres de tels systemes qui repose sur: l'optimiseur, specifiquement adapte au traitement des problemes non-identifiables ; l'evaluation des sensibilites des variables d'etat par rapport aux parametres, ce qui permet le diagnostic et le traitement des modeles non-identifiables ; enfin, un modele generique representant le fonctionnement de reacteurs homogenes et heterogenes parfaitement agites. Trois exemples didactiques sont traites dans le but d'effectuer une etude comparative des principales issues aux problemes d'identifiabilite. Cette etude montre l'interet de l'utilisation des estimateurs biaises et de la decomposition en composantes principales. Finalement la strategie proposee est appliquee a trois applications industrielles: un exemple soumis par la dow chemical company a la communaute scientifique et presentant des difficultes de simulation et d'identifiabilite ; une fermentation brassicole, ou deux modeles structurellement non-identifiables sont proposes pour decrire le systeme ; une hydrogenation catalytique qui illustre les capacites de la strategie proposee a traiter des problemes complexes sans necessiter la formulation d'hypotheses d'equilibre d'adsorption et d'etat quasi-stationnaire
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Ajmone, Marsan Giulia. "Nouveaux paradigmes et méthodes mathématiques pour systèmes complexes dans l'économie comportementale." Paris, EHESS, 2009. http://www.theses.fr/2009EHES0139.
Full textAbstract:
Cette thèse se consacre à l'investigation mathématique de propriétés de systèmes socio-économiques complexes, où le comportement des individus et leurs interactions exercent une influence cruciale sur la dynamique globale du système. Pour comprendre l'importance de cette investigation, il est nécessaire d'analyser des aspects conceptuels concernant l'interaction entre les mathématiques appliquées et les sciences socio-économiques. Le problème principal de ce terrain consiste en la connexion entre l'interprétation qualitative habituelle des phénomènes socio-économiques et une description quantitative innovatrice au moyen d'équations mathématiques. Ce dialogue, cependant difficile, est nécessaire pour arriver à une compréhension des phénomènes socio-économiques, dans lesquels règles déterministes peuvent être stochastiquement perturbées par le comportement individuel. La difficulté est originée surtout par le fait que le comportement des systèmes socio-économiques, où la dynamique collective est différente de la somme des comportements individuels, est un exemple paradigmatique de système complexe. Le cadre mathématique présenté dans cette thèse est établi grâce à développements opportuns de la théorie cinétique pour particules actives, qui est un instrument utile dans plusieurs applications dans les terrains des sciences de l'homme. La description d'un système à travers les méthodes de la théorie cinétique implique la définition de l'espace des status microscopiques des entités interagissantes et de la fonction de distribution sur cet espace des statusThis dissertation is devoted to the mathematical investigation of properties of complex socio-economic systems, where individual behaviors, and their interactions, exert a crucial influence on the overall dynamics of the whole system. In order to understand the importance of such an investigation, it is necessary to briefly analyze some conceptual aspects relating to the interaction between applied mathematics and socio-economic sciences. The main issue in this field consists in coupling the usual qualitative interpretation of socio-economic phenomena with an innovative quantitative description by means of mathematical equations. This dialogue, however difficult, is necessary to reach a deeper understanding of socio-economic phenomena, where deterministic rules may be stochastically perturbed by individual behaviors. The difficulty mostly stems from the fact that the behavior of socio-economic systems, where the collective dynamics differ from the sum of the individual behaviors, is aparadigmatic example of a complex system. The mathematical framework presented in this dissertation is built by suitable developments of the so-called mathematical kinetic theory for active particles, which proved to be a useful reference for applications in many fields of life sciences. The description of a system by the methods of the mathematical kinetic theory essentially implies the definition of the microscopic state space of the in¬teracting entities and of the distribution function over this state space
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Barboucha, Mohamed. "Modélisation structurale des systèmes complexes, extraction et validation des règles d'un système expert." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10098.
Full textAbstract:
Dans une première partie, il est montré que l'analyse des systèmes sur lesquels on ne possède aucune information a priori peut être abordée de deux façons différentes : les méthodes géométriques de l'analyse des données ou les concepts de la théorie de l'information. Dans la deuxième partie, une approche de modélisation visant l'extraction de connaissances sous forme de règles à partir d'un tableau de contingence est présentée
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Kamsu-Foguem, Bernard. "Modélisation et vérification des propriétés de systèmes complexes : Application aux processus d'entreprise." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20050.
Full text
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Mihalache, Alin Gabriel. "Construction et évaluation de la sûreté de fonctionnement de systèmes industriels complexes : application sur système embarqué." Angers, 2007. http://www.theses.fr/2007ANGE0054.
Full textAbstract:
La mécatronique est définie par l'utilisation simultanée et en étroite symbiose de la mécanique, de l'électronique, de l'informatique,. . . Pour concevoir et produire de produits toujours plus innovants. Cette approche doit s'accompagner aujourd'hui de la garantie de sûreté de fonctionnement (SdF) des systèmes conçus. Or, la fiabilité, élément déterminant de la SdF, est relativement peu maîtrisée dans le développement des systèmes mécatroniques. Nous avons développé une méthodologie globale permettant de modéliser et d'évaluer la fiabilité prévisionnelle, expérimentale et opérationnelle des systèmes mécatroniques. C'est un outil d'aide à la décision dans les différentes phases des cycles de développement et de vie du système mécatronique, en valorisant l'évaluation quantitative de la fiabilité. La fiabilité prévisionnelle est calculée à partir du modèle Réseaux de Petri Stochastiques Déterministes (RdPSD) du système mécatronique, qui prend en considération la modélisation fonctionnelle, la modélisation dysfonctionnelle (à l'aide d'une analyse AMDE, AD,. . . ) et les recueils des données pour chaque composant. Les fiabilités expérimentale et opérationnelle sont déterminées à l'aide de la méthode d'estimation bayésienne BRM qui tient compte des données obtenues lors des essais et issues du REX. Un exemple d'application sur l'antiblocage des roues (ABS) illustre cette méthodologie globale d'estimation de la fiabilitéMechatronics is defined as the integration of mechanical engineering, electronics, computer control,. . . In the design and manufacture of increasingly innovative products. This approach must be accompanied today by the guarantee of dependability of the developed systems. However, reliability, one factor key defining the to the dependability, is not sufficiently evaluated in the development of mechatronic systems. We have developed a complete methodology in order to design and evaluate the reliability of mechatronic systems. Our methodology is a tool for decision-making at different stages of the development and life cycles for mechatronic systems, based on the estimation of theirs reliability. The reliability estimation at the stage of the product conception is done from the Stochastic and Déterministes Petri nets model of mechatronic systems which takes into account the functional modeling, the dysfunctional modeling (with the Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and the Fault Tree Analysis (FTA),. . . ) and different reliability data bases for each component. The experimental and the operational reliability are determined using the Bayesian estimation method BRM, which takes into account the data, obtained during the tests and from the experience feedback. A sample application on the Anti-lock Brake System (ABS) illustrates this methodology for reliability estimation
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Bordeaux, David. "Modélisation de systèmes complexes par décomposition en sous ensembles : application au broyage du blé dur." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20026.
Full text
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Ziani, Rezki. "Vérification des objectifs de disponibilité et de maintenabilité des systèmes complexes modélisés par leurs ensembles minimaux : vers une optimisation de la sûreté des systèmes." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI250.
Full textAbstract:
Étant donné un système, l’utilisateur demande à ce système qu’il satisfasse à ses besoins avec des garanties suffisantes. Le constructeur répond par des performances mais rencontre des difficultés à démontrer les garanties. Dans ce travail, nous développons une méthodologie rigoureuse aidant le constructeur à démontrer les garanties, à confirmer la bonne conception du système et/ou indiquer les recommandations favorables. Un modèle de vérification à objectifs de sûreté pour un système en phase conception est proposé. Pour rendre réalistes les actions d’amélioration qui peuvent être proposés, ce modèle est généralisé à un modèle d’optimisation avec contrainte économique.
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Rajaoarisoa, Lala Herimanjaka. "Modélisation et analyse d’une classe de systèmes complexes à structures variables : application à une serre agricole." Aix-Marseille 3, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX30002.
Full textAbstract:
L’objectif d’une culture sous-serre est de donner aux plantes un environnement adéquat pour qu’elles puissent se développer convenablement. D’autre part, la culture sous-serre permet également de minimiser les coûts de production. Pour atteindre ces objectifs, la nécessité d’une commande optimale se fait sentir. Pour cela on aura besoin d’un bon modèle prédictif du système étudié. En effet, si le modèle ne décrit pas convenablement le comportement du système, cela peut affecter la capacité de la commande. Cependant, il faut savoir qu’une serre agricole est un système très complexe, constitué d’éléments qui peuvent interagir et échanger de l’énergie entre eux et avec leur environnement. L’utilisation d’un modèle standard unique dans ce cadre, peut ne pas être suffisante pour décrire le comportement global et permettre l’identification de tout changement. Dans cette thèse, une méthodologie de modélisation d’une serre agricole sera proposée afin que le modèle puisse être utilisé par la suite pour le contrôle de l’environnement de la serre. Le modèle qui décrit le comportement global de notre système doit être alors identifié. Par ailleurs, la modélisation et la structure de la commutation doivent être choisies de manière appropriée pour l’identification, l’observation, le diagnostic, et garantir les propriétés de minimalité des modèles. L’efficacité de l’approche proposée sera montrée par des expérimentations effectuées sur une serre agricole sur le site de l’Université de Toulon Var afin d’examiner et illustrer les particularités de la classe de systèmes considéréeThe greenhouse culture leads to give plants a suitable environment for them to develop correctly. On the other hand, the greenhouse culture can also minimize production costs. To achieve these goals, we need to find optimal control for production type. To do this, we will need a good predictive model of the system studied. Indeed, if the model does not adequately describe the behaviour of the system, this may affect the ability of the control. However, it should be understood that greenhouse farming is a very complex system, consisting of elements that can interact and exchange of energy between them and with their environment. The use of a standard model in this context may not be sufficient to describe the behaviour and allow the identification of any changes. In this thesis, a modelling methodology of greenhouse farming will be proposed so that the model can be subsequently used for environmental monitoring of the greenhouse. The model that describes the behaviour of our system must be identified. In addition, the modelling methodology and the structure of the commutation must be appropriately chosen for the identification, observation, diagnosis, and ensure some properties of each model. The effectiveness of the proposed approach is shown by experiments conducted on a greenhouse farm on the site of the University of Toulon Var to discuss and illustrate all specificities of the class of systems considered
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Schmitt, Claude. "Contribution à l'identification des paramètres physiques de systèmes complexes : application au véhicule automobile." Mulhouse, 1999. http://www.theses.fr/1999MULH0592.
Full textAbstract:
Ces travaux formalisent les différents aspects constituant une stratégie d'identification des paramètres physiques de systèmes complexes. Dans un premier temps, l'accent est mis sur l'exploitation des propriétés structurelles (identifiabilité, discernabilité) des modèles pressentis pour décrire le processus étudié. Il est également montré que l'étude des propriétés de sensibilité se révèle être une précieuse source d'information supplémentaire, lorsque des difficultés d'identifiabilité des paramètres physiques apparaissent. Afin d'obtenir une estimation non biaisée des paramètres physiques en présence de bruit de mesure et une précision maximale des paramètres estimés, un estimateur par programmation non linéaire, basé sur la minimisation d'un critère d'erreur de sortie, au sens du maximum de vraisemblance, est suggéré. Dans ce contexte, la tâche de minimisation du critère d'erreur posée par l'identification des paramètres physiques de système continus n'est pas triviale. Devant les limitations intrinsèques aux algorithmes classiques d'optimisation, l'utilisation des algorithmes d'optimisation globale (algorithmes génétiques hybrides) est préconisée. Il sera montré que ces derniers parviennent à localiser fiablement l'optimum global, avec une bonne précision, tout en requérant un temps de calcul raisonnable. L'accent est ensuite porté sur la phase de validation des paramètres estimés et des modèles identifiés. Notamment, les intervalles d'incertitude sur les paramètres estimés et les variables prédites sont quantifiés de manière réaliste et efficace. Enfin, cette stratégie d'identification est appliquée sur un système réel complexe par essence même : un véhicule automobile. La robustesse et la précision des résultats obtenus démontrent la viabilité de la stratégie d'identification proposée
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Le, Pors Éric. "Interprétation sémantique des exigences pour l'enrichissement de la traçabilité et pour l'amélioration des architectures de systèmes complexes." Télécom Bretagne, 2010. http://www.theses.fr/2010TELB0127.
Full textAbstract:
L'augmentation de la complexité des systèmes à logiciel prépondérant, produits dans l'industrie, est liée à la complexité des ingénieries : réduction des délais, organisation des activités, gestion de la sous-traitance. . . Cette complexité est également due à l'augmentation du nombre de fonctions attendues et de données à traiter. Elle dépend de plus du nombre de composants logiciels et physiques devant interagir, soumis à des contraintes en termes de fonctionnalités et de qualité, ce qui implique une conception toujours plus difficile de ces systèmes. Afin de maîtriser leur production, un niveau d'expertise élevé est requis dans des domaines toujours plus nombreux. Cette connaissance doit, de plus, être partagée par de nombreuses équipes collaborant à la spécification et à la réalisation d'entités distinctes et spécifiques du système. Le processus d'ingénierie des systèmes décrit les phases de réalisation, depuis l'analyse du besoin opérationnel, passant par l'analyse du besoin système, jusqu'à l'architecture solution répondant au besoin fonctionnel exprimé par le client. Ce besoin est formalisé dans les exigences. Les travaux de cette thèse proposent une approche outillée permettant de modéliser l'architecture solution en exprimant les fonctions requises associées à leurs contraintes non fonctionnelles dans différents points de vue. Ces derniers permettent de représenter les éléments de l'architecture solution sous différentes facettes, ségréguant de ce fait la complexité. De plus, des contrôles permettent de s'assurer du respect de règles de cohérence et de conception. Nous proposons également une méthode, associée à la réalisation d'un modèle conceptuel du système et de son environnement, permettant d'écrire des exigences mieux construites. Le modèle conceptuel nous permet de réaliser une interprétation de la sémantique présente dans ces exigences afin d'en extraire des éléments de contrôle et de vérification. Ces éléments capturés dans les exigences seront ensuite associés sous forme d'annotations aux éléments des différents points de vue constituant l'architecture, en exploitant les liens de traçabilité réalisés par les ingénieurs concepteurs. La vérification de la prise en compte de ces éléments d'annotation ainsi que la génération automatique de points de vue à partir d'informations contenues dans les exigences nous permet d'obtenir des solutions architecturales plus proches du besoin initial. Le modèle conceptuel nous donne également la possibilité de capitaliser la connaissanceThe increasing complexity of software-intensive systems produced in the industry is related to the complexity of engineering: reduction of production delays, activities organisation, managing subcontractors. . . This complexity is also due to the increasing number of new functions and data to be processed. Moreover, it depends on the number of physical and software components to interact, constrained in terms of functionality and quality, which implies ever more difficult designs for these systems. To control their production, a high level of expertise is required in more and more domains. Moreover, this knowledge must be shared by many teams collaborating on building specification and implementing separate and specific entities of the system. System Engineering process describes the different building phases, from operational need analysis, through system need analysis, to the establishment of an architectural solution that meets the functional need expressed by the customer. This need is formalized in requirements. This PhD work proposes an approach to model architectural solutions by expressing the required functions associated with their non-functional constraints using different viewpoints. These viewpoints can represent different facets of the architectural solution, separing thus the global complexity. Additionally, controls allow to ensure that the solution is compliant with coherence and design rules. We also propose a method coupled with the realization of a conceptual model of the system and its environment, in order to obtain better written requirements. The conceptual model allows us to make an interpretation of the semantics present in these requirements in order to extract control and verification elements. These items captured in requirements will annotate elements of different viewpoints, representing the architecture, by exploiting traceability links established by design engineers. The verification of these annotations consideration and the automatic generation of viewpoints from information contained in the requirements allows us to obtain architectural solutions closer to the customer needs. The conceptual model also gives us the opportunity to capitalize, in different expertise domains, on engineers knowledge. It also enables us to establish a reference model as a basis for discussion and training of new team members
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Laurent, Robert. "Modélisation et identification des systèmes complexes : application à l'épuration biologique des eaux." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10042.
Full textAbstract:
En ne se basant que sur des considérations physiques, une loi liant la respiration des microorganismes aux divers paramètres internes a pu être établie. Les non linéarités et la dépendance de certains paramètres ont conduit à utiliser une méthode d'identification originale. L'utilisation d'un coefficient de ressemblance des fonctions de sensibilité permet une décomposition de l'espace paramétrique en sous espaces.
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Boiron, Marie-Aurélie. "Modélisation phénoménologique de systèmes complexes non-linéaires à partir de séries chronologiques scalaires." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10044.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse visent à développer une méthode originale de modélisation du comportement des systèmes complexes. L'objectif est de construire un modèle phénoménologique d'évolution d'un système en régime chaotique, sous la forme d'équations différentielles ordinaires, à partir de la donnée d'une variable scalaire régulièrement échantillonnée. La technique de modélisation mise en place s'appuie sur l'utilisation d'une bibliothèque exhaustive de modèles, bibliothèque construite mathématiquement de façon formelle et rigoureuse. La méthode théorique d'identification a été intégrée au sein d'une méthode numérique générale pour laquelle la série chronologique analysée est la seule donnée d'entrée et qui permet de construire des modèles d'approximation du comportement dynamique du système étudié. Elle se décompose en trois modules. Dans un premier temps, la série scalaire est débruitée et ses séries dérivées, requises pour la reconstruction, sont calculées. Ensuite, la construction des équations est effectuée à l'aide de la bibliothèque de modèles ce qui permet d'identifier un ensemble de systèmes différentiels, dont la compatibilité avec la série chronologique initiale est ensuite vérifiée. Dans le cas positif, les systèmes reconstruits sont validés comme modèles phénoménologiques du système complexe étudié. La méthode de modélisation développée a été validée en traitant des séries scalaires générées par des systèmes différentiels numériques. L'analyse de séries numériques non bruitées a tout d'abord permis de vérifier les performances de la méthode mise en place par comparaison directe des équations identifiées avec les équations originales. La modélisation à partir de séries numériques bruitées a ensuite montré que la dynamique inscrite dans la série scalaire initiale était retrouvée au sein du système reconstruit. Enfin, nous avons appliqué cette technique de modélisation globale à des séries expérimentales de deux types. Les premières sont des tensions enregistrées en régime chaotique sur des circuits électroniques réalisés dans le cadre de cette thèse ; quant aux secondes, il s'agit de l'intensité générée par une réaction d'électrolyse et fournie par une équipe américaine. Dans tous les cas, des modèles phénoménologiques ont été établis et validés
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Duchereau, Jérôme. "Modélisation non paramétrique des incertitudes en dynamique transitoire des systèmes complexes avec incertitudes non homogènes." Paris, CNAM, 2004. http://www.theses.fr/2004CNAM0479.
Full textAbstract:
Ce papier est consacré à l’étude de modèles numériques de prévision de la réponse transitoire induite par des chocs sur des structures comprenant des zones d’incertitudes aléatoires non homogènes. Les méthodes classiques d’analyse de telles structures dans les domaines de la Basse et moyenne Fréquence utilisent des modèles matriciels réduits construit sur les modes élastiques. La contribution des modes d’ordre supérieur est très sensible aux erreurs de modélisation. Ici, une méthode probabiliste non paramétrique récente est appliquée pour construire le modèle matriciel d’incertitudes aléatoires. On présente une extension de la méthode non paramétrique au cas des structures complexes, modélisées par une méthode de sous-structuration dynamique, dans laquelle chaque sous-structure possède son propre niveau d’incertitude. Des exemples de prévision numérique des régions de confiance des réponses transitoires sont comparés à des mesures expérimentales et apportent une validation de l’approche proposéeThis paper is devoted to numerical models for prediction of transient dynamical response induced by shocks upon structures with inhomogeneous random uncertainties. The usual numerical methods for analyzing such structures in the low- and medium- frequency ranges employ reduced matrix models based on the use of the elastic modes. The contribution of the higher modes is very sensitive to the modelling and data errors. Here, a recent nonparametric probabilistic method is applied to construct the random matrix model allowing modelling and data errors to be taken into account. The paper presents an extension of the nonparametric method for the case of inhomogeneous uncertainties in the structures. A dynamic substructuring method is used and every substructure gets its own uncertainty level. Experiments have been developed in order to validate the nonparametric probabilistic approach of random uncertainties for such dynamical systems
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Djeridi, Radhouane. "Contribution à la maîtrise de la disponibilité de systèmes complexes : proposition d'une méthode de réordonnancement proactif de la maintenance." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00592437.
Full textAbstract:
Une des préoccupations majeures du monde industriel est d'avoir une exploitation performante permettant de garantir au mieux la qualité des missions réalisées, le respect des délais demandés et la minimisation des coûts d'exploitation. Toutefois, aujourd'hui la concurrence accrue et la complexité des systèmes conduit les industriels à développer des approches qui permettent la maîtrise de la disponibilité et en particulier à prendre en compte ce paramètre pour l'élaboration de la politique de maintenance. L'objectif de ce manuscrit est de proposer des éléments méthodologiques permettant de caractériser le concept de disponibilité pour en assurer la maîtrise. Nous proposons une méthode de modélisation d'une exploitation en vue d'évaluer les performances en termes de disponibilité. Les résultats de cette évaluation permettent entre autres d'identifier les leviers d'amélioration pouvant agir sur les performances de l'exploitation. Ensuite, nous nous sommes focalisés, dans cette thèse, sur un de ces leviers, à savoir le réordonnancement de la maintenance programmée permettant de répondre au besoin du partenaire industriel. Dans cette optique, nous avons proposé une méthode permettant d'améliorer le réordonnancement d'un programme de maintenance en vue d'optimiser la disponibilité d'un système voire d'un ensemble de systèmes. Dans le cadre de cette méthode, nous avons proposé des heuristiques permettant de réordonnancer les opérations de maintenance en fonction des opportunités d'un exploitant de système. Nous chercherons dans ce manuscrit à apporter des éléments méthodologiques expérimentées chez la société Eurocopter, reposant sur des principes opérationnels et basés sur des approches par scénario.
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Rouss, Vicky. "Expérimentation en dynamique des systèmes mécaniques complexes pour le transport." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2008.
Full textAbstract:
Ce travail a été réalisé dans le cadre de FCLAB, institut national de recherche sur les systèmes piles à combustible, avec pour objectif de développer, dans une approche expérimentale, une procédure d'identification, c'est-à-dire de reconnaissance du comportement, de systèmes mecaniques complexes. Pratiquement, il apporte une contribution à la modélisation de l'aspect mécanique vibratoire d'une pile à combustible de type PEM. La première partie de ce mémoire développe le sujet de la thèse. Elle comporte trois sous-parties: une présentation de la plate-forme des essais vibratoires de l'UTBM, une introduction aux systèmes mécaniques complexes ainsi qu'à leur procédure d'identification et une description de la pile à combustible de type PEM en développant son aspect mécanique non-linéaire. La procédure d'identification des systèmes mécaniques complexes comporte trois étapes qui vont définir les parties deux, trois et quatre susccessivement. La première étape est la réalisation des essais vibratoires. Pour cela, une procédure des essais vibratoires pour des systèmes complexes est développée dans la partie deux. Cette procédure est fondamentale pour le bon déroulement des essais et la bonne exploitation des résultats. Les données tirées des essais sont utilisées pour les deux étapes suivantes. La deuxième partie de la procédure d'identification, développée dans la troisième partie, consiste à caractériser les non linéarités à partir des données expérimentales. La caractérisation englobe la détection, le classement et la localisation des non-linéarités. La troisième et dernière partie de la procédure d'identification traite de la modélisation des systèmes mécaniques complexes avec les réseaux de neurones. Elle explique la démarche de création d'un modèle neuronal et est développée dans la quatrième partie. Pour conclure ce mémoire, la procédure d'identification d'un système complexe, allant de la réalisation des essais vibratoires, la caractérisation des non-linéarités jusqu'à la modélisation par réseaux de neurones est appliquée à une pile à combustible de type PEM. Les résultats sont exposés et commentés dans la cinquième partieThis work was accomplished within the framework of FCLAB, national research institute for fuel cell systems, with for objective to develop, in an experimental approach, a procedure for identification complex mechanical systems as the recognition of their dynamical behaviour. Practically, this work contributes in modelling the mechanical behaviour of PEM fuel cells. The first part of this memo develops the subject of the thesis. It includes three sub-parts: a presentation of the test bench which includes the vibration platform of the UTBM, an introduction to the complex mechanical systems as well as their identification procedure and a description of the PEM fuel cells especially its nonlinear mechanical aspect. The procedure of identification of complex mechanical systems includes three stages which are going to define the parts two, three and four successively. The first stage is the realization of the vibration tests. For that purpose, a procedure for complex mechanical systems vibration tests is developed in the second part. This procedure is fundamental for the good progress and exploitation of the tests. The acquisition data are used for the two following stages. The second stage of the identification procedure, developed in the third part, consists in characterizing non-linearities from the experimental data. The characterization contains detection, classification and localization of non-linearities. The third and last stage of the identification procedure develops modelling the complex mechanical systems with neural networks. It explains the steps for creating a neuronal model. The neural networks are developed in the fourth part. To conclude this memo, the identification procedure of a complex mechanical system is applied to a PEM fuel cell. Results are exposes and discussed in the fifth part
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Rodriguez, Zoya Leonardo Gabriel. "Le modèle épistémologique de la pensée complexe : analyse critique de la construction de la connaissance en systèmes complexes." Thesis, Toulouse 1, 2013. http://www.theses.fr/2013TOU10032/document.
Full textAbstract:
Cette thèse développe une recherche épistémologique, de nature empirique et critique, sur la construction de la connaissance scientifique dans la communauté des chercheurs travaillant sur les systèmes complexes et la simulation sociale. L’objectif de la thèse est d’élaborer les fondements d’une épistémologie complexe au sens d’Edgar Morin, pour l’étude critique des processus de construction, d’organisation et de changement de la connaissance scientifique. Dans ce but, nous proposons un modèle épistémologique de la pensée complexe [MEPC] donnant un cadre théorique et orientant la méthodologie empirique utilisée. Nous étudions ainsi la dynamique et l’organisation de la connaissance scientifique dans le champ des systèmes complexes et de la simulation sociale sur les longue, moyenne et courte durées. La construction du MEPC est fondée sur une articulation de la pensée complexe d’Edgar Morin, avec des apports des sciences des systèmes complexes et des méthodes de modélisation et simulation. Le MEPC est empiriquement opérationnalisé afin de l’appliquer à l’étude des phénomènes concrets et de soumettre au test de l’expérience empirique la validité de ses assertions théoriques. Le MEPC est employé dans une recherche empirique dont le but est de comprendre l’organisation du système de croyances scientifiques des sciences des systèmes complexes et de la simulation sociale, et d’interpréter de manière critique la construction de la connaissance dans ce domaineThis PhD thesis develops an empirically grounded and critical epistemological research on scientific knowledge construction in the community of researchers working on complex systems and social simulation. The goal of this Thesis is to establish a complex epistemology for the critical study of the process of construction, organization and change of scientific knowledge. To do this, we construct an epistemological model of the complex thought [MEPC] which provides a theoretical framework and guides the empirical methodology. We investigate the dynamics and the organization of scientific knowledge in field of complex systems and social simulation in three temporal scales: the long, average and short duration. The construction of the MEPC is grounded in the complex thought, proposed by Edgar Morin and it integrates theoretical contributions from complex systems sciences and computational modeling and simulation methods. The MEPC is empirically operational in order to analyze concrete phenomena and to submit to empirical test its theoretical postulates. The MEPC is used to conduct an empirical research which goal is to understand the organization of the system of scientific beliefs of complex system science and social simulation, using this evidence to critically explain knowledge construction in this scientific field
Esta Tesis desarrolla una investigación epistemológica empírica y crítica sobre la construcción de conocimiento científico en la comunidad de investigadores que trabajan en sistemas complejos y simulación social. El propósito de la Tesis es elaborar los fundamentos de una epistemología compleja para el estudio crítico de los procesos de construcción, organización y cambio del conocimiento científico. Para este fin, se construye el modelo epistemológico del pensamiento complejo [MEPC] que brinda un marco teórico y orienta la metodología empírica diseñada. Se estudia la dinámica y la organización del conocimiento científico en el campo de los sistemas complejos y de la simulación social en tres escalas temporales: la larga, la media y la corta duración. La construcción del MEPC se fundamenta en el pensamiento complejo desarrollado por Edgar Morin y articula aportes teóricos de las ciencias de los sistemas complejos y de los métodos de modelado y simulación. El MEPC es operacionalizado empíricamente para permitir el análisis de fenómenos concretos y someter al test de la experiencia empírica la validez de sus postulados teóricos. Se emplea el MEPC en una investigación empírica con el objetivo de comprender la organización del sistema de creencias científicas de las ciencias de los sistemas complejos y de la simulación social, y de interpretar críticamente la construcción de conocimiento que dichas ciencias realizan
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Murphy, Charles. "De la structure croissante des réseaux complexes : approche de la géométrie des réseaux." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/30382.
Full textAbstract:
L’internet, le cerveau humain et bien d’autres sont des systèmes complexes ayant un grand nombre d’éléments qui interagissent fortement entre eux selon leur structure. La science des réseaux complexes, qui associe ces éléments et interactions respectivement à des noeuds et liens d’un graphe, permet aujourd’hui de mieux les comprendre grâce aux types d’analyses quantitatives qu’elle rend possible. D’une part, elle permet de définir une variété de propriétés structurelles menant vers une classification de ces systèmes. D’autre part, la compréhension de l’émergence de ces propriétés grâce à certains modèles stochastiques de réseaux devient réalité. Dans les dernières années, un effort important a été déployé pour identifier des mécanismes d’évolution universels pouvant expliquer la structure des réseaux complexes réels. Ce mémoire est consacré à l’élaboration d’un de ces mécanismes de croissance universels basé sur la théorie de la géométrie des réseaux complexes qui stipule que les réseaux sont des objets abstraits plongés dans des espaces métriques de similarité où la distance entre les noeuds affecte l’existence des liens. Au moyen de méthodes d’analyse avancées, la caractérisation complète de ce mécanisme a été établie et permet le contrôle de plusieurs propriétés structurelles des réseaux ainsi générés. Ce mécanisme général pourrait expliquer, du moins de manière effective, la structure d’un nombre important de systèmes complexes dont la formation est, encore aujourd’hui, mal comprise.The internet and the human brain among others are complex systems composed of a large number of elements strongly interacting according to their specific structure. Nowadays, network science, which construes these elements and interactions respectively as nodes and links of a graph, allows a better understanding of these systems thanks to the quantitative analysis it oers. On the one hand, network science provides the definition of a variety of structural properties permitting their classification. On the other hand, it renders possible the investigation of the emergence of these properties via stochastic network models. In recent years, considerable efforts have been deployed to identify universal evolution mechanisms responsible for the structure of real complex networks. This memoir is dedicated to one of these universal growth mechanisms based on the network geometry theory which prescribes that real networks are abstract objects embedded in similarity metric spaces where the distance between nodes aect the existence of the links. Thanks to advanced analysis methods, the complete characterization of the mechanism has been achieved and allows the control of structural properties over a wide range. This general mechanism could explain, at least effectively, the structure of a number of complex systems for which the evolution is still poorly understood.
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Potier, Martin. "Un cadre théorique pour l'intégration des niveaux d'organisation dans les modèles : Applications à l'activité spatiale et à la simulation de grandes populations de bactéries." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1173/document.
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La description et la compréhension d'un système passe souvent par la construction d'un modèle mathématique. Ce dernier constitue un point de vue particulier sur le système (structurel, dynamique, etc.). Constituer des modèle splus complets, c'est-à-dire multi-point-de-vue, atteint rapidement les limites des formalismes qui les supportent. Une solution alternative passe par le couplage de plusieurs modèles «simples». Dans le cas où chaque modèle correspond à un niveau de description du système, comme le niveau de la molécule, le niveau de la cellule, le niveau de l'organe, pour un système biologique, nous parlerons de modélisation multi-niveau. Ces niveaux sont organisés et interagissent. Nous pensons que la modélisation multi-niveau ouvre une voie prometteuse pour l'étude des systèmes complexes, traditionnellement durs à modéliser.Nous explorons trois voies pour la compréhension du fonctionnement de ces modèles en nous restreignant à la question de la relation entre global et local, c'est à dire entre l'individu et la population. La première voie est formelle et passe par la définition mathématique de «modèle» indépendamment du formalisme qui le supporte, par la présentation des différents types de modèles que l'on peut construire et par la définition explicite des relations qu'ils entretiennent.La seconde voie est portée par l'activité, définie dans le cadre de mgs, un langage de programmation spatiale, dont le modèle de calcul est fondé sur la réécriture des collections topologiques au moyen de transformations. Nous fournissons une méthode constructive pour l'obtention d'une description de plus haut niveau (une abstraction) des systèmes étudiés en déterminant automatiquement quelle est la sous-collection active sans la nécessité de faire référence à la sous-collection quiescente.La dernière voie est pratique, elle passe par la programmation de otb, un outil de simulation parallèle pour l'étude de la morphogénèse dans une population de bactéries ecoli. Pour otb, nous avons conçu un algorithme générique de calcul parallèle d'un automate cellulaire en deux dimensions, adapté aux cartesgraphiques grand public. Le modèle embarqué dans otb correspond au couplage de trois modèles correspondant chacun à un niveau de description du système: le modèle physique, qui décrit la dynamique des collisions entre bactéries, le modèle chimique, qui décrit la réaction et la diffusion des morphogènes, et le modèle de prise de décision, qui décrit l'interaction entre les bactéries et leur supportWe often build mathematical models to describe and understand what a systemdoes.Each model gives a specific point of view on the system (structure, dynamics,etc.).Building more comprehensive models that encompass many different points of viewis limited by the formalism they are written in.Coupling “simple” models to form a bigger one is an alternative.If each model corresponds to a level of description of the system, e.g., themolecular level, the cellular level, the organ level in biology, then we callthis technique multi-level modelling.Levels of description are organized and interact with each other.We think that multi-level modelling is a promising technique to model complexsystems, which are known to be difficult to model.We have opened three distinct research tracks to investigate the link betweenlocal and global properties, for instance between those of an entity and itspopulation — a classical opposition in complex systems.On the first track, we give precise definitions of a model — independentlyof its underlying formalism, of a system and of some of the relations modelshave (validation, abstraction, composition).We also introduce different classes of models and show how they relate to someclassical definitions (dynamic models, spatial models, etc.)On the second track, we look at mgs, a spatial programming language based onthe rewriting of topological collections by means of transformation functions.We present a constructive method giving us access to a higher level ofdescription of the system (an abstraction). This method automatically computesthe active sub-collection of a model, without any knowledge about the quiescentsub-collection, and follows it for each time step.Finally, on the third track, we present otb, a parallel simulator for thestudy of morphogenesis in a population of ecoli bacteria. We provide a genericalgorithm for the parallel simulation of two-dimensional cellular automataon general-purpose graphics cards.otb itself is built around a multi-level model for the population of bacteria.This model is the result of the coupling of three “simple” (base) models: aphysical model, describing how bacteria collide, a chemical model, describinghow morphogenes react and diffuse, and a decision model, describing how bacteriaand their environment interact
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Favret, Fabien. "Aide à la communication modeleurs-solveurs et contribution à l'analyse des systèmes techniques complexes." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0429.
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Le Gaz de France (GDF) mène, depuis plusieurs années, des travaux de recherche dans le domaine de la CAO automatique. La CAO automatique permet non seulement la mise en œuvre de commandes (temps réel) sur des systèmes techniques existants, mais aussi de concevoir ou d'améliorer ceux-ci. La différence essentielle avec l'automatique classique réside dans la nature des modèles manipulés. Ils sont relativement fins et proches de la physique (modèles de connaissance) en CAO Automatique alors que pour les traitements classiques de l'automatique ils sont plus agrégés et réduits (modèles de représentation). Le présent document indique, comment le GDF, par l'utilisation d'un environnement logiciel de CAO automatique tel que celui développé par l'auteur (Elaccs pour environnement logiciel d'aide à la conception et au contrôle-commande de systèmes techniques) ou il n'est pas réalisé la réécriture complète d'outils logiciels, mais la fédération d'outils préexistants, a permis d'élargir le champ d'investigation de l'ingénieur d'études. Une présentation de cet environnement est effectuée, ainsi que les détails (significatifs) de sa réalisation. Il est également présenté comment cet environnement peut aider l'ingénieur d'études en CAO Automatique à mieux comprendre son système technique, et donc, mieux le commander ou l'améliorer
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De, Rainville François-Michel. "Design d'expérimentation interactif : Aide à la compréhension de systèmes complexes." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27639/27639.pdf.
Full text
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Ruffine, Livio. "Équilibres de phases à basse température de systèmes complexes CO2 - hydrocarbures légers - méthanol - eau : mesures et modélisation." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10160.
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Le besoin de développer et d'améliorer les procédés de traitement de gaz est réel. Or la complexité des équilibres mis en jeu a pour conséquence une rareté des données dans la littérature qui limite le développement des modèles thermodynamiques. La première partie de ce travail est consacrée à l'étude expérimentale de systèmes constitués d'hydrocarbures légers, de méthanol, d'eau et de gaz acides. Nous présentons un nouvel appareillage de mesure d'équilibres liquide-vapeur et liquide-liquide-vapeur. Il nous a permis d'une part d'acquérir de nouvelles données compositionnelles du binaire éthane-méthanol et de différents mélanges, et d'autre part de déterminer une partie de l'enveloppe d'équilibre triphasique de ces mêmes systèmes. Dans la deuxième partie de ce travail, nous développons un modèle thermodynamique basé sur l'équation d'état CPA. Grâce à son terme associatif, il prend en compte les associations moléculaires dues à la présence d'eau, du méthanol et du sulfure d'hydrogène. Un tel modèle est nécessaire pour dimensionner correctement les unités de traitement de gaz et pour déterminer les conditions opératoires optimales. Il permet de prédire les équilibres multiphasiques de nombreux systèmes binaires et restitue de façon satisfaisante les équilibres de phase de systèmes complexes
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Calvez, Benoît. "Le calibrage de modèles à base d'agents pour la simulation de systèmes complexes." Phd thesis, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00422236.
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L'approche à base d'agents s'intéresse à la modélisation et la simulation de systèmes complexes. Un des aspects importants dans le processus de conception est lié à la mise au point des paramètres du modèle. En effet, ces modèles sont généralement caractérisés par de nombreux paramètres qui déterminent la dynamique globale du système simulé. L'espace des paramètres peut être alors gigantesque. De plus, le comportement de ces systèmes complexes est souvent chaotique. L'approche que nous suggérons est de considérer le problème de calibrage des modèles à base d'agents comme un problème d'optimisation. La validation peut alors être reformulée comme l'identification d'un jeu de paramètres qui optimise une fonction, par exemple une mesure de distance entre le modèle artificiel que nous simulons et le système réel. Nous avons proposé trois approches complémentaires dans le cadre de la thèse. La première approche se fonde sur l'application directe d'un algorithme d'optimisation où le modèle est vu comme une boîte noire dont les entrées sont les valeurs de paramètres et la sortie la valeur d'une fonction objectif évaluée après la simulation du modèle. La deuxième approche consiste ensuite à explorer différentiellement l'espace des paramètres en le découpant de manière adaptative en sous-espaces d'autant plus finement découpés que les paramétrages correspondants sont a priori intéressants. Enfin, la troisième approche consiste à effectuer une seule simulation où les agents sont modifiés en ligne.
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Sid-Ali, Ahmed. "Un processus empirique à valeurs mesures pour un système de particules en interaction appliqué aux réseaux complexes." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33730.
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Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019On propose dans cette thèse une modélisation des réseaux sociaux par des processus aléatoires à valeurs mesures. Notre démarche se base sur une approche par espace latent. Cette dernière a été utilisée dans la littérature dans le but de décrire des interactions non-observées ou latentes dans la dynamique des réseaux complexes. On caractérise les individus du réseau par des mesures de Dirac représentant leurs positions dans l’espace latent. On obtient ainsi une caractérisation du réseau en temps continu par un processus de Markov à valeurs mesures écrit comme la somme des mesures de Dirac représentant les individus. On associe au réseau trois événements aléatoires simples décrivant les arrivées et les départs d’individus suivant des horloges exponentielles en associant chaque événement à une mesure aléatoire de Poisson. Cette thèse est composée essentiellement d’un premier chapitre réservé à l’état de l’art de la littérature de la modélisation des réseaux complexes suivi d’un second chapitre introductif aux processus aléatoires à valeurs mesures. Le 3-ème et 4-ème chapitres sont constitués de deux articles co-écrits avec mon directeur de thèse, Khader Khadraoui, et sont soumis pour publication dans des journaux. Le premier article, inclus dans le chapitre 3, se compose essentiellement de la description détaillée du modèle proposé ainsi que d’une procédure de Monte Carlo permettant de générer aléatoirement des réalisations du modèle, suivi d’une analyse des propriétés théoriques du processus aléatoire à valeurs mesures sous-jacent. On explicitera notamment le générateur infinitésimal du processus de Markov qui caractérise le réseau. On s’intéressera également aux propriétés de survie et d’extinction du réseau puis on proposera une analyse asymptotique dans laquelle on démontrera, en utilisant des techniques de renormalisation, la convergence faible du processus vers une mesure déterministe solution d’un système intégro-différentiel. On terminera l’article par une étude numérique démontrant par des simulations les principales propriétés obtenues avec notre modèle. Dans le second article, inclus dans le chapitre 4, on reformule notre modèle du point de vue des graphes géométriques aléatoires. Une introduction aux graphes géométriques aléatoires est d’ailleurs proposée au chapitre 1 de cette thèse. Le but de notre démarche est d’étudier les propriétés de connectivité du réseau. Ces problématiques sont largement étudiées dans la littérature des graphes géométriques aléatoires et représentent un intérêt théorique et pratique considérable. L’idée proposée est de considérer notre modèle comme un graphe géométrique aléatoire où l’espace latent représente l’espace sous-jacent et la distribution sous-jacente est celle donnée par le processus génératif du réseau. À partir de là, la question de la connectivité du graphe se pose naturellement. En particulier, on s’intéressera à la distribution des sommets isolés, i.e. d’avoir des membres sans connexion dans le réseau. Pour cela, on pose l’hypothèse supplémentaire que chaque individu dans le graphe peut être actif ou non actif suivant une loi de Bernoulli. On démontrera alors que pour certaines valeurs du seuil de connectivité, le nombre d’individus isolés suit asymptotiquement une loi de Poisson. Aussi, la question de la détection de communautés (clustering) dans leréseau est traitée en fonction du seuil de connectivité établi. Nous terminons cette thèse par une conclusion dans laquelle on discute de la pertinence des approches proposées ainsi que des perspectives que peut offrir notre démarche. En particulier, on donne des éléments permettant de généraliser notre démarche à une classe plus large de réseaux complexes.La fin du document est consacrée aux références bibliographiques utilisées tout au long de ce travail ainsi qu’à des annexes dans lesquelles le lecteur pourra trouver des rappels utiles.
This thesis concerns the stochastic modelling of complex networks. In particular, weintroduce a new social network model based on a measure-valued stochastic processes. Individuals in the network are characterized by Dirac measures representing their positions in a virtual latent space of affinities. A continuous time network characterizationis obtained by defining an atomic measure-valued Markov process as the sum of some Dirac measures. We endow the network with a basic dynamic describing the random events of arrivals and departures following Poisson point measures. This thesis is essentially consists of a first introductory chapter to the studied problems of complex networks modelling followed by a second chapter where we present an introduction to the theory of measure-valued stochastic processes. The chapters 3 and 4 are essentially composed of two articles co-written with my thesis advisor, Khader Khadraoui and submitted to journals for publication. The first article, included in chapter 3, mainly concerns the detailed description of the proposed model and a Monte Carlo procedure allowing one to generate synthetic networks. Moreover, analysis of the principal theoretical properties of the models is proposed. In particular, the infinitesimal generator of the Markov process which characterizes the network is established. We also study the survival and extinction properties of the network. Therefore, we propose an asymptotic analysis in which we demonstrate, using a renormalization technique, the weak convergence of the network process towards a deterministic measure solution of an integro-differential system. The article is completed by a numerical study. In the second article, included in chapter 4, we reformulate our model from the point of view of random geometric graphs. An introduction to random geometric graphs framework is proposed in chapter 1. The purpose of our approach is to study the connectivity properties of the network. These issues are widely studied in the literature of random geometric graphs and represent a considerable theoretical and practical interest. The proposed idea is to consider the model as a random geometric graph where the latent space represents the underlying space and the underlying distribution is given by the generative process of the network. Therefore, the question of the connectivity of the graph arises naturally. In particular, we focus on the distribution of isolated vertices, i.e. the members with no connections in the network. To this end, we make the additional hypothesis that each individual in the network can be active or not according to a Bernoulli distribution. We then show that for some values of the connectivity threshold, the number of isolated individuals follows a Poisson distribution. In addition, the question of clustering in the network is discussed and illustrated numerically. We conclude this thesis with a conclusion and perspectives chapter in which we discuss the relevance of the proposed approaches as well as the offered perspectives.The end of the thesis is devoted to the bibliographical references used throughout this work as well as appendices in which the reader can find useful reminders.
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Broy, Perrine. "Evaluation de la sûreté de systèmes dynamiques hybrides complexes : application aux systèmes hydrauliques." Phd thesis, Université de Technologie de Troyes, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01006308.
Full textAbstract:
Ces travaux s'intéressent à l'estimation de la fiabilité des évacuateurs de crues vannés. Le comportement fiabiliste de ces systèmes hydrauliques dépend à la fois d'événements aléatoires discrets, mais aussi de l'évolution d'une variable déterministe continue : ce sont des systèmes dynamiques hybrides. Pour ces systèmes, l'événement redouté est réalisé lorsque le niveau de la retenue atteint un seuil de sûreté. La démarche de fiabilité dynamique proposée dans cette thèse vise à prendre en compte l'information temporelle, de la modélisation à la synthèse d'indicateurs fiabilistes pour l'aide à la décision et développe deux contributions : 1) L'élaboration d'une base de connaissances dédiée à la description des évacuateurs de crues en termes de fiabilité dynamique. Chaque classe de composants est décrite par un automate stochastique hybride dont les états sont les différentes phases de son fonctionnement. 2) Le suivi de la simulation de Monte Carlo, le traitement et l'analyse des "histoires" (séquence de tous les états activés et des dates d'activation) obtenues en simulation. Cela permet de construire des indicateurs de fiabilité classique (probabilité d'occurrence de l'évènement redouté, identification des coupes équivalentes prépondérantes, ...). Des indicateurs de fiabilité dynamique basés sur la classification des histoires en fonction des dates de défaillance des composants concernés et sur l'estimation de l'importance dynamique sont aussi proposés.
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Amouroux, Edouard. "KIMONO: une méthode de modélisation descriptive centrée agent pour l'explication des systèmes complexes, une application en épidémiologie." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00630779.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années, on peut observer une tendance, dans de nombreux domaines (Sociologie, Ecologie, Economie, etc.), à construire des modèles vers l'exploration des systèmes qu'ils représentent que vers la prédiction ou l'explication. S'inscrivant dans le paradigme des "systèmes complexes", ces modèles exploratoires utilisent généralement une représentation explicite et détaillée des composants du système étudié. Ils offrent aussi aux utilisateurs finaux (chercheurs, décideurs, parties prenantes) une grande liberté d'adaptation en termes de paramètres et de structure du modèle. Ces modèles servent de support à des expériences "as-if" en permettant, au travers de ces ajustements, la formulation d'hypothèses détaillées et ce à différents niveaux de descriptions du système. A partir de ces hypothèses, des scénarios sont construits, dont les résultats sont explorés et analysés grâce à des simulations répétées. L'épidémiologie est exemplaire de cette situation. Elle a une longue histoire de modélisation qui peut être caractérisée comme la recherche de modèles essentiellement prédictifs. Cependant, certaines situations, comme l'émergence de foyers épidémiques de grippe aviaire en Asie du Sud Est, montre la limite d'une telle approche: sans une prise en compte adéquate des interactions entre les dynamiques sociales, écologiques et biologiques, l'utilisation de modèles prédictifs est sans fondement. De plus, dès lors que l'on tente de prendre en compte ces dynamiques, les modèles deviennent dépendants de données incomplètes ou qualitatives (le processus de décision des acteurs sociaux ou bien le comportement des oiseaux, par exemple). En conséquence, on assiste actuellement à un changement d'orientation de la communauté épidémiologique vers la conception de modèles plus exploratoires, mieux adaptés à la génération et à l'étude d'hypothèses variées, et mieux à même d'aider à mesurer, par rapport à ces hypothèses, l'impact des politiques locales et globales de lutte contre les épidémies dans le cadre de scénarios complexes. Cependant, concevoir et utiliser de tels modèles souligne les sérieux problèmes méthodologiques auxquels ne peuvent réellement répondre les méthodologies de modélisation et simulation existantes. Et quand celles-ci ont été adaptées pour prendre ces spécificités en compte, il en résulte des solutions ad hoc qui ne peuvent être réutilisées ni dans le domaine en général, ni dans d'autres domaines. L'objectif de cette thèse est de proposer une méthodologie (KIMONO) qui, sans être spécifique à un domaine particulier, facilite la conception et l'utilisation de ces modèles exploratoires. En partant d'une série d'exemples tirés de différents domaines (trafic routier, ségrégation sociale, dynamique du sol, mais aussi, et de façon plus extensive, épidémiologie), je commence par une caractérisation des besoins de conception (prise en compte d'hypothèses contradictoires et évolutives lors du processus de modélisation, génération de modèles extrêmement modulaires, rendant possible un cycle de modélisation itératif, permettant la collaboration entre différents experts et la combinaison de différents formalismes, etc.) pour aboutir à une proposition concrète impliquant un outil informatique dédié et un formalisme commun et accessible, orienté aussi bien vers la facilitation de la collaboration, la communication et l'implémentation de "modèles monde" (le nom donné dans ce document à ces modèles exploratoires ouverts). La méthodologie que je propose se concentre sur deux éléments: l'implication des experts et la représentation détaillée du système. Les experts sont au coeur de processus de modélisation. Celui-ci s'appuie sur une description étendue de leurs connaissances, potentiellement exprimées dans leurs propres formalismes, description qui est ensuite amendée de façon itérative (soit pour la complexifier, soit pour la simplifier) dans un dialogue continu avec les modélisateurs et en utilisant le modèle pour support. Ce processus itératif s'arrête quand les experts estiment qu'ils ont obtenu suffisamment de précisions sur le système ou lorsque la poursuite de ces itérations nécessite des expériences ou données de terrain. Concernant les types de représentations qui soient adaptées à un tel processus, je propose une combinaison modulaire et adaptable de deux systèmes d'implémentation: les modèles à base d'agent (MBA) et les Systèmes d'Information Géo-référencées (SIG). Je montre que cette combinaison offre une très grande souplesse de description des composants d'un système (réel), qu'elle permet de représenter de façon équivalente les 5 DRAFT 26/09/11 connaissances qualitatives et quantitatives des experts, et qu'elle supporte un haut niveau d'évolution des hypothèses au cours du processus de modélisation. Les protocoles d'interaction proposés entre modélisateurs et experts se basent sur deux abstractions de cette implémentation: ODD (Overview, Design concepts, Details, un protocole de communication de modèle) et GAML (un langage de modélisation pour la programmation collaborative du modèle). La méthodologie proposée a été appliquée et validée dans le contexte d'une étude détaillée située en Asie du Sud Est (essentiellement au Nord Vietnam) par des épidémiologistes et des vétérinaires. Ceux-ci voulaient pouvoir évaluer, en l'absence de données de terrain ou de résultats d'expérimentation, l'effet de différentes hypothèses expliquant la réapparition récurrente de foyers épidémiques de grippe aviaire parmi la population domestique de volailles. Au cours de cette coopération interdisciplinaire, qui a duré quatre ans, plusieurs "modèles monde" ont été co-conçus et implémentés au sein de la plate-forme GAMA, et utilisés comme "laboratoires virtuels" par les experts. Cette collaboration, et ces résultats, ont permis de tester un large champ d'hypothèses (en particulier sur les conditions locales de persistance), d'avoir une meilleure compréhension du rôle de l'environnement spatial, des facteurs écologiques et sociaux dans la survie et la propagation du virus et ont également permis de réorienter certaines des études de terrains.
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Noubissi, Justin-Hervé. "Modélisation et simulation spatio-temporelles de systèmes dynamiques complexes avec application en épidémiologie : cas du paludisme." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS281.
Full textAbstract:
L’éradication du Paludisme est une préoccupation majeure à laquelle se frottent informaticiens, mathématiciens, épidémiologistes, entomologistes, médecins et bien d’autres. Des propositions sont faites, de la guérison des malades à la disparition totale de la maladie. Seulement voilà, la collaboration pas toujours efficiente entre tous ces scientifiques conduit à une mise en place de prototypes incomplets ou à une sous-exploitation des résultats obtenus. Les facteurs environnementaux et climatiques font partie de ces éléments généralement omis par les informaticiens et mathématiciens dans la modélisation de la dynamique de transmission du paludisme. Les pays tropicaux qui sont les plus concernés par la maladie sont aussi pour la plupart des pays sous-développés ou en voie de développement, les données statistiques y sont souvent inexistantes ou à accès difficile. Les populations, constamment en mouvement, traversent des écosystèmes variés présentant des conditions environnementales et climatiques parfois différentes d’une région à une autre. Nous proposons dans cette thèse, une modélisation qui intègre ces éléments migratoires, spatiaux et temporels, tout en nous assurant des conditions de stabilité au sens mathématique. Nous étudions les approches existantes, puis, nous proposons trois types de modèles que nous comparons : un modèle méta-population sans considération des facteurs climatiques, un modèle méta-population avec considération des facteurs climatiques au moment du contact Humain-Moustique et un modèle méta-population avec considération des facteurs climatiques tout au long de la vie du moustique ; ce dernier est apparu comme le plus réalisteStomping out malaria remains a big challenge for computer scientists, mathematicians, epidemiologists, entomologists, medicine doctors and many others. Their approaches range from the cure of the patients to the total disappearance of the disease. However, the collaboration, not always efficient between all these scientists leads to the setting up of incomplete prototypes or to an under-exploitation of the results obtained. Environmental and climatic factors are part of these elements that are generally omitted by computer scientists and mathematicians in their modeling of the dynamic of the disease transmission. The tropical countries most affected by the disease are also mostly underdeveloped or developing countries and therefore, statistical data are often lacking or difficult to access. The populations are constantly in motion over ecosystems with different environmental and climatic conditions from one region to another. In this thesis, we propose a model that integrates migratory, spatial and temporal elements, while ensuring the stability conditions in the mathematical sense. We present the disease, study existing approaches and present their limitations in our context, and then propose three types of models that we compare: a meta-population model without consideration of climatic factors, a meta-populations with consideration of climatic factors during the human-mosquito contact and a meta-populations model with consideration of climatic factors throughout the evolutionary process of the mosquito ; This last appears to be the most realistic
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Paris, Thomas. "Modélisation de systèmes complexes par composition : une démarche hiérarchique pour la co-simulation de composants hétérogènes." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0035.
Full textAbstract:
Le contexte de ce travail est la Modélisation et Simulation (M&S) de systèmes complexes. Leur étude nécessite de combiner plusieurs points de vue (échelles temporelles et spatiales, domaines scientifiques et formalismes, niveaux de résolution...). Le challenge est l'intégration rigoureuse de ces différentes perspectives sur un système au sein d'une démarche de M&S. La multi-modélisation et la co-simulation sont deux approches prometteuses pour cela. La difficulté sous-jacente est de fournir une démarche modulaire, hiérarchique, dotée d'une approche d'intégration de composants hétérogènes rigoureuse et associée à un environnement logiciel supportant l'ensemble du cycle de M&S pour la mettre en pratique. MECSYCO (Multi-agent Environment for Complex System CO-simulation) est un intergiciel de co-simulation se focalisant sur la réutilisation de modèles issus d'autres logiciels. Il se base sur une stratégie d'encapsulation logicielle et formelle fondée sur DEVS, fournit des mécanismes de gestion des hétérogénéités, et assure une co-simulation décentralisée et modulaire. MECSYCO répond au besoin d'intégration de composants hétérogènes au sein d'une co-simulation, mais ne propose pas de démarche complète comprenant l'ensemble des propriétés énoncées précédemment comme la possibilité de hiérarchiser. Pour pallier à ce manque, dans la continuité des travaux sur MECSYCO nous proposons une démarche de multi-modélisation et co-simulation descriptive autorisant la construction incrémentale de multi-modèles à partir de modèles issus d'autres logiciels. Notre démarche est décomposée en 3 étapes : l'intégration, la multi-modélisation et enfin l'expérimentation. Chaque élément produit lors de ces étapes est associé à une description permettant de le manipuler. L'utilisation de descriptions complète le processus d'intégration, permet la construction incrémentale et modulaire des multi-modèles, et isole l'expérimentation. Nous mettons ensuite en place un environnement de développement basé sur des langages dédiés aux descriptions, et nous automatisons le passage d'une description d'expérience à sa co-simulation effective. C'est une démarche d'Ingénierie Dirigée par les Modèles qui nous permet de mettre en pratique notre approche en facilitant le travail des modélisateurs et en évitant les erreurs d'implémentation. Nos contributions sont évaluées sur plusieurs expériences dont la reprise d’un multi-modèle d’autoroute hybride et un exemple de thermique des bâtimentsThis work deals with complex system Modeling and Simulation (M&S). The particularity of such systems is the numerous heterogeneous entities in interaction involved inside them. This particularity leads to several organization layers and scientific domains. As a consequence, their study requests many perspectives (different temporal and spatial scales, different domains and formalisms, different granularities...). The challenge is the rigorous integration of these various system perspectives inside an M&S process. Multi-modeling and co-simulation are promising approaches to do so. The underlying problem is to define a modular and hierarchical process fitted with a rigorous way to integrate heterogeneous components and which is supported by a software environment that covers the whole M&S cycle. MECSYCO (Multi-agent Environment for Complex SYstem CO-simulation) is a co-simulation middleware focusing on the reuse of existing models from other software. It relies on a software and formal DEVS-based wrapping, provides heterogeneity handling mechanisms and ensures a decentralized and modular co-simulation. MECSYCO deals with the heterogeneous component integration need but its M&S process does not have all the properties above-mentioned. Notably, the hierarchical modeling ability is missing. To overcome this, we propose to fit MECSYCO with a descriptive multi-modeling and co-simulation process that allows the hierarchical design of multi-models using models from other software. Our process is split into three steps: integration, multi-modeling and finally the experimentation. We adopt a descriptive approach where a description file is linked to each product of these steps, these documents enable to manipulate them. The use of description files completes the integration steps, allows a hierarchical and modular multi-model design and isolates the experiments. Then we set up a development environment based on Domain Specific Languages to support the description work, and we automate the transition from an experiment description to its effective co-simulation. This is a Model-Driven Engineering approach which allows us to put into practice our contribution by facilitating the work of modelers and by avoiding implementation mistakes. Our contributions are evaluated on several experiments including a hybrid highway model and a thermal regulation example
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Boufaied, Amine. "Contribution à la surveillance distribuée des systèmes à évènements discrets complexes." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30234.
Full text
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Zille, Valérie. "Modélisation et évaluation des stratégies de maintenance complexes sur des systèmes multi-composants." Troyes, 2009. http://www.theses.fr/2009TROY0005.
Full textAbstract:
L'évaluation des stratégies de maintenance issues des méthodes OMF/RCM se heurte à des difficultés dont la résolution constitue l'enjeu scientifique de cette thèse : - les systèmes considérés sont composés de plusieurs matériels dépendants soumis à plusieurs phénomènes de dégradation et de défaillance - les stratégies sont basées sur plusieurs types de tâches et ne reposent pas sur une structure simple. L’objectif de cette thèse est de proposer une méthode de quantification des performances d’un système maintenu. Nous proposons un cadre global de modélisation de l’ensemble des phénomènes décrivant le comportement d’un système multi-composants et l’impact d’une politique de maintenance complexe. Une structure à deux niveaux permet de représenter finement à la fois le comportement de dégradation/défaillance des composants, l’ensemble des tâches de maintenance possibles et les effets sur le fonctionnement du système. Un critère de coût global basé sur l’indisponibilité du système et les coûts de maintenance permet de comparer plusieurs stratégies. L’implémentation de la démarche se fait à l’aide des réseaux de Petri et de la simulation de Monte Carlo. L’application à des systèmes de centrales nucléaires d’EDF permet de valider la méthode : - l’étude du système AGR présente les utilisations possibles et les résultats obtenus, - l’étude du système TPA illustre la démarche et guide les travaux futurs d’intégration des donnéesMaintenance strategies based on RCM method are difficult to assess, due to some methodological difficulties whose resolution is the scientific scope of this PhD Thesis: - the systems considered are composed of numerous dependent components with different degradation and failure phenomena, - maintenance strategies are complex, based on different tasks and without a simple structure. The objective of this PhD Thesis is to propose a method to quantify maintained systems performances. We propose a modelling framework which takes into account all the phenomena that describe multi-component system behaviour and complex maintenance strategy impact. A two-level structure allows a detailed description of components degradation/failure behaviour, all the possible maintenance tasks realisation and the consequences on the system. A global cost criteria based on system unavailability and maintenance costs renders possible to compare different strategies. The approach is implemented by using Petri nets and Monte Carlo simulation. The method is validated through its application on two systems from EDF nuclear power plants: - system AGR study presents the possible utilisations and the results obtained, - system TPA study illustrates the application on a real system and helps to define some further developments on data integration
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Paris, Thomas. "Modélisation de systèmes complexes par composition : une démarche hiérarchique pour la co-simulation de composants hétérogènes." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0035/document.
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Le contexte de ce travail est la Modélisation et Simulation (M&S) de systèmes complexes. Leur étude nécessite de combiner plusieurs points de vue (échelles temporelles et spatiales, domaines scientifiques et formalismes, niveaux de résolution...). Le challenge est l'intégration rigoureuse de ces différentes perspectives sur un système au sein d'une démarche de M&S. La multi-modélisation et la co-simulation sont deux approches prometteuses pour cela. La difficulté sous-jacente est de fournir une démarche modulaire, hiérarchique, dotée d'une approche d'intégration de composants hétérogènes rigoureuse et associée à un environnement logiciel supportant l'ensemble du cycle de M&S pour la mettre en pratique. MECSYCO (Multi-agent Environment for Complex System CO-simulation) est un intergiciel de co-simulation se focalisant sur la réutilisation de modèles issus d'autres logiciels. Il se base sur une stratégie d'encapsulation logicielle et formelle fondée sur DEVS, fournit des mécanismes de gestion des hétérogénéités, et assure une co-simulation décentralisée et modulaire. MECSYCO répond au besoin d'intégration de composants hétérogènes au sein d'une co-simulation, mais ne propose pas de démarche complète comprenant l'ensemble des propriétés énoncées précédemment comme la possibilité de hiérarchiser. Pour pallier à ce manque, dans la continuité des travaux sur MECSYCO nous proposons une démarche de multi-modélisation et co-simulation descriptive autorisant la construction incrémentale de multi-modèles à partir de modèles issus d'autres logiciels. Notre démarche est décomposée en 3 étapes : l'intégration, la multi-modélisation et enfin l'expérimentation. Chaque élément produit lors de ces étapes est associé à une description permettant de le manipuler. L'utilisation de descriptions complète le processus d'intégration, permet la construction incrémentale et modulaire des multi-modèles, et isole l'expérimentation. Nous mettons ensuite en place un environnement de développement basé sur des langages dédiés aux descriptions, et nous automatisons le passage d'une description d'expérience à sa co-simulation effective. C'est une démarche d'Ingénierie Dirigée par les Modèles qui nous permet de mettre en pratique notre approche en facilitant le travail des modélisateurs et en évitant les erreurs d'implémentation. Nos contributions sont évaluées sur plusieurs expériences dont la reprise d’un multi-modèle d’autoroute hybride et un exemple de thermique des bâtimentsThis work deals with complex system Modeling and Simulation (M&S). The particularity of such systems is the numerous heterogeneous entities in interaction involved inside them. This particularity leads to several organization layers and scientific domains. As a consequence, their study requests many perspectives (different temporal and spatial scales, different domains and formalisms, different granularities...). The challenge is the rigorous integration of these various system perspectives inside an M&S process. Multi-modeling and co-simulation are promising approaches to do so. The underlying problem is to define a modular and hierarchical process fitted with a rigorous way to integrate heterogeneous components and which is supported by a software environment that covers the whole M&S cycle. MECSYCO (Multi-agent Environment for Complex SYstem CO-simulation) is a co-simulation middleware focusing on the reuse of existing models from other software. It relies on a software and formal DEVS-based wrapping, provides heterogeneity handling mechanisms and ensures a decentralized and modular co-simulation. MECSYCO deals with the heterogeneous component integration need but its M&S process does not have all the properties above-mentioned. Notably, the hierarchical modeling ability is missing. To overcome this, we propose to fit MECSYCO with a descriptive multi-modeling and co-simulation process that allows the hierarchical design of multi-models using models from other software. Our process is split into three steps: integration, multi-modeling and finally the experimentation. We adopt a descriptive approach where a description file is linked to each product of these steps, these documents enable to manipulate them. The use of description files completes the integration steps, allows a hierarchical and modular multi-model design and isolates the experiments. Then we set up a development environment based on Domain Specific Languages to support the description work, and we automate the transition from an experiment description to its effective co-simulation. This is a Model-Driven Engineering approach which allows us to put into practice our contribution by facilitating the work of modelers and by avoiding implementation mistakes. Our contributions are evaluated on several experiments including a hybrid highway model and a thermal regulation example
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Kada, Belkacem. "Contribution à l'identification et l'identification en ligne en vue de la base de la commande automatique en temps réel des systèmes complexes." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23687/23687.pdf.
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Corson, Nathalie. "Dynamique d'un modèle neuronal, synchronisation et complexité." Phd thesis, Université du Havre, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00453912.
Full textAbstract:
Le fonctionnement d'un neurone, cellule fondamentale du système nerveux, intéresse de nombreuses disciplines scientifiques. Il existe ainsi des modèles mathématiques qui décrivent leur comportement par des systèmes d'EDO. Plusieurs de ces modèles peuvent ensuite être couplés afin de pouvoir étudier le comportement de réseaux, systèmes complexes au sein desquels émergent des propriétés. Ce travail présente, dans un premier temps, les principaux mécanismes régissant ce fonctionnement afin d'en comprendre la modélisation. Plusieurs modèles sont alors présentés, jusqu'à celui de Hindmarsh-Rose (1984), qui présente une dynamique lente-rapide. C'est sur l'étude numérique mais également théorique de la dynamique asymptotique et transitoire de ce dernier modèle, que se concentre la seconde partie de cette thèse. Dans une troisième partie, des réseaux d'interactions sont construits en couplant les systèmes dynamiques précédemment étudiés. L'étude du phénomène de synchronisation complète au sein de ces réseaux montre l'existence de propriétés émergentes pouvant être caractérisées par des lois de puissance. Enfin, un algorithme de détection de la synchronisation de bursts est proposé.
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Nguyen, Kim Anh. "Développement de stratégies de maintenance prévisionnelle de systèmes multi-composants avec structure complexe." Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0027/document.
Full textAbstract:
Aujourd'hui, les systèmes industriels deviennent de plus en plus complexes. Cette complexité est due d’une part à la structure du système qui ne se résume pas à des structures classiques en fiabilité, d’autre part à la prise en compte de composants présentant des phénomènes de dégradation graduelle que des systèmes de monitoring permettent de surveiller. Ceci mène à l'objectif de cette thèse portant sur le développement des stratégies de maintenance prévisionnelle pour des systèmes multi-composants complexes. Les politiques envisagées proposent notamment des stratégies de regroupement de composants permettant de tirer des dépendances économiques identifiées. Des facteurs d'importance permettant de prendre en compte la structure du système et la dépendance économique sont développés et combinés avec les évaluations de fiabilité prévisionnelle des composants pour l’élaboration de règles de décision de regroupement. De plus, un couplage des règles de décision de maintenance et de gestion des stocks est également étudié. L’ensemble des études menées montrent l’intérêt de la prise en compte de la fiabilité prévisionnelle des composants, des dépendances économiques et de la structure complexe du système dans l'aide à la décision de maintenance et de gestion des stocks. L’avantage des stratégies développées est vérifié en les comparant à d’autres existantes dans la littératureToday, industrial systems become more and more complex. The complexity is due partly to the structure of the system that cannot be reduced to classic structure reliability (series structures, parallel structures, series-parallel structures, etc), secondly the consideration of components with gradual degradation phenomena that can be monitored. This leads to the main purpose of this thesis on the development of predictive maintenance strategies for complex multi-component systems. The proposed policies provide maintenance grouping strategies to take advantage of the economic dependence between components. The predictive reliability of components and importance measures allowing taking into account the structure of the system and economic dependence are developed to construct the grouping decision rules. Moreover, a joint decision rule for maintenance and spare parts provisioning is also studied.All the conducted studies show the interest in the consideration of the predictive reliability of components, economic dependencies as well as complex structure of the system in maintenance decisions and spare parts provisioning. The advantage of the developed strategies is confirmed by comparing with the other existing strategies in the literature
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Quinton, Jean-Charles. "Coordination implicite d'interactions sensorimotrices comme fondement de la cognition." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00361431.
Full textAbstract:
Cette thèse propose une infrastructure cognitive permettant de modéliser les comportements sensori-moteurs animaux et humains. La réflexion théorique ayant conduit à cette infrastructure s'inspire du cadre philosophique interactiviste et du paradigme de l'énaction : tout système est représenté par un ensemble de processus actifs, en interaction permanente avec leur environnement propre, ce qui inclut leur influence mutuelle. Tout organisme vivant ou système cognitif peut ainsi être décomposé de manière fractale, chaque niveau d'émergence reposant sur les mêmes principes. Ces principes aujourd'hui largement répandus sont apparus durant l'évolution des espèces vivantes. L'assimilation, la régulation, l'anticipation ou encore la coordination ont ainsi permis à des processus en concurrence pour des ressources limitées de coopérer, se développer et se maintenir à travers les âges. Cette évolution conjointe des conditions environnementales et des structures internes a conduit aux organismes modernes, capables de s'adapter à un environnement génétiquement imprévisible et d'une complexité croissante.Un modèle mathématique utilisant le formalisme des systèmes complexes est détaillé, ainsi que son implémentation informatique. La dynamique de l'agent y est modélisée par un champ d'activité sous l'influence permanente d'anticipations internes et de sensations externes. Le comportement global de l'agent résulte alors de la coordination implicite et stable de processus interactifs localisés. A ce niveau, le modèle étend et complète les réseaux de neurones artificiels et les modèles probabilistes classiques. Cette caractéristique essentielle permet d'appliquer le modèle à des domaines variés et d'unifier tous les niveaux de la cognition. Le modèle est validé par un ensemble d'applications s'étendant de la satisfaction de besoins physiologiques à la manipulation de systèmes mécaniques, en passant par la perception auditive et visuelle. Enfin, et afin de pouvoir étendre ce type de modèles à des problèmes plus complexes dans le futur, des contributions techniques touchant à l'optimisation et à la parallélisation des algorithmes sont développées.
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Phan, Van Long Em. "Analyse asymptotique de réseaux complexes de systèmes de réaction-diffusion." Thesis, Le Havre, 2015. http://www.theses.fr/2015LEHA0012/document.
Full textAbstract:
Le fonctionnement d'un neurone, unité fondamentale du système nerveux, intéresse de nombreuses disciplines scientifiques. Il existe ainsi des modèles mathématiques qui décrivent leur comportement par des systèmes d'EDO ou d'EDP. Plusieurs de ces modèles peuvent ensuite être couplés afin de pouvoir étudier le comportement de réseaux, systèmes complexes au sein desquels émergent des propriétés. Ce travail présente, dans un premier temps, les principaux mécanismes régissant ce fonctionnement pour en comprendre la modélisation. Plusieurs modèles sont alors présentés, jusqu'à celui de FitzHugh-Nagumo (FHN), qui présente une dynamique très intéressante.C'est sur l'étude théorique mais également numérique de la dynamique asymptotique et transitoire du modèle de FHN en EDO, que se concentre la seconde partie de cette thèse. A partir de cette étude, des réseaux d'interactions d'EDO sont construits en couplant les systèmes dynamiques précédemment étudiés. L'étude du phénomène de synchronisation identique au sein de ces réseaux montre l'existence de propriétés émergentes pouvant être caractérisées par exemple par des lois de puissance. Dans une troisième partie, on se concentre sur l'étude du système de FHN dans sa version EDP. Comme la partie précédente, des réseaux d'interactions d'EDP sont étudiés. On entreprend dans cette partie une étude théorique et numérique. Dans la partie théorique, on montre l'existence de l'attracteur global dans l'espace L2(Ω)nd et on donne des conditions suffisantes de synchronisation. Dans la partie numérique, on illustre le phénomène de synchronisation ainsi que l'émergence de lois générales telles que les lois puissances ou encore la formation de patterns, et on étudie l'effet de l'ajout de la dimension spatiale sur la synchronisationThe neuron, a fundamental unit in the nervous system, is a point of interest in many scientific disciplines. Thus, there are some mathematical models that describe their behavior by ODE or PDE systems. Many of these models can then be coupled in order to study the behavior of networks, complex systems in which the properties emerge. Firstly, this work presents the main mechanisms governing the neuron behaviour in order to understand the different models. Several models are then presented, including the FitzHugh-Nagumo one, which has a interesting dynamic. The theoretical and numerical study of the asymptotic and transitory dynamics of the aforementioned model is then proposed in the second part of this thesis. From this study, the interaction networks of ODE are built by coupling previously dynamic systems. The study of identical synchronization phenomenon in these networks shows the existence of emergent properties that can be characterized by power laws. In the third part, we focus on the study of the PDE system of FHN. As the previous part, the interaction networks of PDE are studied. We have in this section a theoretical and numerical study. In the theoretical part, we show the existence of the global attractor on the space L2(Ω)nd and give the sufficient conditions for identical synchronization. In the numerical part, we illustrate the synchronization phenomenon, also the general laws of emergence such as the power laws or the patterns formation. The diffusion effect on the synchronization is studied
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Gariah, Asven. "Réduction de modèles complexes pour la simulation et l'estimation : application à la modélisation cardiaque." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00824615.
Full textAbstract:
Ce mémoire analyse et valide des applications possibles de méthodes de réduction de modèle pour la simulation directe, et la résolution de problèmes inverses d'estimation de paramètres sur des modèles complexes. Il se concentre sur la réduction par proper orthogonal decomposition (POD), et ses extensions. On démontre d'abord de nouvelles estimations a priori pour l'erreur de réduction sur des problèmes abstraits types (paraboliques et hyperboliques, linéaires ou avec non-linéarités lipschitziennes), validées dans de nombreux cas non linéaires. On évite notamment le problème de contrôle des termes d'ordre élevé par l'exploitation d'une suite spécifique de normes de projecteurs. Puis, pour couvrir les systèmes dépendant de paramètres, et par des résultats d'interpolation, on adapte la méthode précédente en réduction par multi-POD. On étend aussi, au prix d'un terme additif, les estimations a priori précédentes pour l'erreur maximum de réduction sur une plage paramétrique donnée. On illustre la puissance de la méthode sur le système électrophysiologique de FitzHugh-Nagumo, fortement sensible aux variations paramétriques. On valide enfin numériquement les versions réduites, toujours avec la réduction par multi-POD, de problèmes d'estimation de paramètres : de type variationnel avec le système de FitzHugh-Nagumo, et de type séquentiel (filtrage " kalmanien ") avec un modèle mécanique de coeur (multiéchelles, 3D, grandes déformations). En particulier, la méthode présente une efficacité et une robustesse similaires à celles obtenues pour les problèmes directs.
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Martinez, Lorente Maria Angeles. "Synthèse et propriétés magnétiques et structurales de complexes du fer(II) avec des ligands renfermant des noyaux imidazole : Modélisation du site ferreux non-heme des systèmes photosynthétiques. Etude de polymères du fer(II) à propriétés magnétiques inusuelles." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30034.
Full textAbstract:
Treize nouveaux complexes du fer(2+) haut-spin, faisant intervenir l'acide 2-propioniquebenzimidazole, l'acide 4-acetique-imidazole, le bis(benzimidazole-2-methyl) ether, le bis(imidazol-2yl) carboxymethylmethane, le 2,2-bis-imidazole, le 2,2-bis-benzimidazole et la 2,3-hydroxynaphtoquinone, ont ete synthetises et etudies dans le cadre de ce travail. L'etude de neuf de ces composes s'inscrit dans une perspective de modelisation du site ferreux non-heme des systemes photosynthetiques. Dans les complexes fer(benzimidazole-2-propionate)#2(biimidazole), fer(benzimidazole-2-propionate)#2(bibenzimidazole), fer(bis(imidazol-2-yl) carboxymethylmethane)#2, fer(biimidazole)#2(h#2o)#2co#3, fer(biimidazole)#2(2,3-hydroxonaphtoquinone) et fer(bibenzimidazole)#2(2,3-hydroxonaphtoquinone), l'environnement de ligands du fer, octaedrique deforme, est de type n#4o#2. Dans les complexes fer(biimidazole)#3co#3, fer(bis(benzimidazole-2-methyl) ether)(acetate)#2 et fer(bis(benzimidazole-2-methyl) ether)cl#2,meoh l'environnement de ligands du fer est, respectivement, de type n#6, n#2o#4 et n#2o#2cl#2. Les etudes spectroscopiques (ir et mossbauer), magnetiques et structurales de ces complexes comparees a celles realisees sur les systemes photosynthetiques montrent que: a) la nature et l'importance de la deformation de la symetrie octaedrique de l'environnement de ligands du fer constituent un facteur aussi important que la nature chimique des ligands, pour la modelisation des proprietes structurales et spectroscopiques; b) les carboxylates peuvent etre substitues par un dianion carbonate, mais celui-ci intervient comme contre-ion, hors de la sphere de coordination du fer; c) il est possible de stabiliser des paranaphtoquinones substituees dans l'environnement du fer(2+) sans l'oxyder. La synthese des quatre derniers composes s'inscrit dans le cadre de la recherche de polymeres du fer(2+) a proprietes magnetiques inusuelles. Les etudes spectroscopiques, magnetiques et structurales montrent que le reseau antiferromagnetique bidimensionnel du complexe fer(4-imidazoleacetate)#2,2meoh#n est le siege d'une transition de phase magnetique a 15k; celle-ci conduit a l'etablissement d'un reseau tridimensionnel ferromagnetique. Le complexe fer(biimh)#2#n constitue un reseau tridimensionnel faiblement antiferromagnetique. Enfin, le complexe fer(biim)#n est un reseau tridimensionnel ferromagnetique
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Bouré, Olivier. ""Le simple est-il robuste ?" : une étude de la robustesse des systèmes complexes par les automates cellulaires." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0162.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions la robustesse dans le contexte de la modélisation de systèmes complexes par les automates cellulaires. En effet, si l'on cherche à reproduire un comportement émergent à partir d'un modèle d'automate cellulaire, il nous semble nécessaire de se demander si les comportements observés sont bien le résultat d'interactions entre entités constituantes, ou bien s'ils dépendent d'une définition particulière du modèle. Nous allons ainsi être amenés à considérer la robustesse du modèle, à savoir la résistance de son comportement à de petites variations sur les attributs de sa définition. Dans un premier temps, nous montrons la pertinence de cette approche en considérant plusieurs définitions possibles d'une perturbation de la mise à jour globale et en les appliquant à une classe simple et représentative de modèles d'automates cellulaires, les Automates Cellulaires Elémentaires. Nous observons que, malgré le fait que nos perturbations soient proches et qu'une majorité des modèles considérés ne change pas de comportement, quelques cas particuliers montrent des changements qualitatifs du comportement que nous étudions plus en détail. Dans un second temps, nous appliquons cette approche en nous penchant sur un modèle particulier d'automate cellulaire, qui simule le phénomène de formation d'essaim à partir d'un modèle évolué d'automate cellulaire, le gaz sur réseau. Nous explorons la robustesse du comportement du modèle en considérant la perturbation de deux attributs du modèle, la forme de la grille cellulaire et la mise à jour globale, et en tirons les conclusions sur la relation entre l'observation du comportement et la définition précise du modèleIn this thesis, we study the role of robustness in the context of the modelling of complex systems by cellular automata. Indeed, if we consider a cellular automaton which aims at reproducing an emergent behaviour from a similar structure, we want to determine whether its observed dynamics are the result of the interaction of entities, or whether it depends a precise definition of the model. We thus consider the model's robustness, that is, the resistance of the behaviour to small perturbations on the model features. First, we show the relevance of this approach by considering several definitions of a perturbation of the global updating and by applying them to a simple and representative class of cellular automata, the Elementary Cellular Automata. We observe that, despite the fact that most models show little or no change between the different perturbations, some particular cases show qualitative changes that we study in detail. Second, we apply this approach to a particular model of cellular automata, which simulates a swarming behaviour based on a lattice-gas model. We then explore the model robustness by considering the pertubations of two of the model's attributes, the lattice shape and the global updating, and discuss the relationship between the observation of the behaviour and the precise definitions of the model
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Vu, Hai Canh. "Stratégies de regroupement pour la maintenance des systèmes à composants multiples avec structure complexe." Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0008/document.
Full textAbstract:
Au cours des dernières décennies, avec un fort développement de l'économie mondiale et des nouvelles technologies, la structure des systèmes industriels devient de plus en plus complexe. Elle peut être une combinaison des structures élémentaires telles que structures séries, structures parallèles, structures séries-parallèles, etc. Dans la littérature, la plupart des travaux s'intéressent à développer des stratégies de regroupement en considérant des structures séries. Cette hypothèse est parfois très pénalisée et se limite l'application de ces stratégies dans la réalité. C'est pourquoi, l'objectif principal de cette thèse est de développer des stratégies de regroupement (dynamique et stationnaire) pour la maintenance des systèmes multi-composants avec structure complexe. Ces stratégies développées se basent sur des modèles de durée de vie avec la durée de maintenance non-négligeable. De plus, les conditions dynamiques (contextes dynamiques) telles que opportunités de faire la maintenance, changements de la structure, etc. sont étudiées et intégrées dans la planification de maintenance. Les études montrent la nécessité et les difficultés de la prise en compte de la structure complexe dans les décisions de maintenance. Exemples numériques confirment les avantages de nos stratégies de maintenance en comparant avec les autres stratégies existantes dans la littératureIn the recent decades, with a strong development of the global economy and new technologies, the structure of industrial systems is more and more complex. It can be a combination of elementary structures such as series structures, parallel structures, series-parallel structures, etc. In the literature, the most work focused on developing grouping strategies by considering series structures. This assumption is sometimes much penalized and limited the application of these strategies in reality. Therefore, the main objective of this thesis is to develop dynamic and stationary grouping strategies for the maintenance of multi-component systems with complex structure. These strategies have been developed for age-based models with non-negligible maintenance durations. In addition, dynamic conditions (dynamic context) such as maintenance opportunities, changes of the structure, etc., are considered and integrated into the maintenance scheduling.Our studies show the necessity and the difficulties of taking into account of the complex structure in the maintenance decisions. Numerical examples confirm the advantages of our maintenance strategies by comparing with other existing strategies in the literature
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Benavides, Julio. "Dynamique des maladies dans les systèmes sociaux complexes : émergence des maladies infectieuses chez les primates." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20163/document.
Full textAbstract:
Comprendre l'émergence et la propagation des maladies infectieuses chez les animaux sauvages est devenue une priorité en santé publique et en conservation. En combinant la collecte de données et le développement de modèles épidémiologiques, cette thèse s'est focalisée sur la compréhension de deux phénomènes clés: (i) étudier comment l'hétérogénéité au niveau des individus, des groupes, de la population et de l'environnement influence la propagation de parasites et (ii) quantifier la transmission de bactéries résistantes aux antibiotiques depuis l'homme vers les animaux sauvages dans trois aires protégées d'Afrique (Tsaobis NP- Namibie, Lopé NP-Gabon et Dzanga-Ndoki NP- République Centrafricaine). Les principaux résultats de ce travail montrent que : (1) De multiples facteurs incluant la température, la pluie, l'utilisation du territoire, le genre, l'âge et la condition physique influencent la richesse spécifique de parasites gastro-intestinaux chez le babouin chacma, (2) Les contacts entre animaux autour des points d'attractions de l'habitat peuvent influencer de manière importante la propagation spatio-temporelle d'une maladie, (3) La transmission d'entérobactéries résistantes semble avoir lieu depuis les humains ou le bétail vers les animaux sauvages dans des zones où le contact entre ces populations est élevé, (4) Le gradient de densité de gorilles produit par la chasse peut générer une augmentation de prévalence d'un parasite avec la distance au point d'introduction. Les conclusions de ce travail ouvrent de nouvelles possibilités pour l'étude des maladies émergentes chez les animaux sauvagesUnderstanding the emergence and spread of infectious disease in wild animal populations has become an important priority for both public health and animal conservation. Combining the collection of empirical data with the development of epidemiological models, this thesis focuses on understanding two key issues of wildlife epidemiology: (i) how heterogeneity at the individual, group, population and landscape level affects parasite spread (ii) investigating whether transmission of antibiotic resistant bacteria from humans to wildlife is occurring within three protected areas of Africa (Tsaobis NP-Namibia, Lope NP-Gabon and Dzanga-Ndoki NP-Central African Republic). The main findings of this work indicated that: (1) multiple-scale factors including temperature, rainfall, home range use, sex, age and body condition influence gastro-intestinal parasite richness among wild baboons; (2) animal contacts around ‘habitat hotspots' can substantially influence the spatio-temporal dynamics of a disease; (3) antibiotic resistant enterobacteria seem to be spreading from humans/livestock to wildlife when the territory overlap between these two populations is expected to be high; (4) gradients in gorilla density created by bushmeat hunting can reverse the expected pattern of decreasing parasite prevalence with distance to human-spillover. The conclusions of this work open new possibilities for studying the mechanisms explaining the spread of emerging infectious diseases among wild animals
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Linard, Benjamin. "Développement de méthodes évolutionnaires d'extraction de connaissance et application à des systèmes biologiques complexes." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAJ044.
Full textAbstract:
La biologie des systèmes s’est beaucoup développée ces dix dernières années, confrontant plusieurs niveaux biologiques (molécule, réseau, tissu, organisme, écosystème…). Du point de vue de l’étude de l’évolution, elle offre de nombreuses possibilités. Cette thèse porte sur le développement de nouvelles méthodologies et de nouveaux outils pour étudier l’évolution des systèmes biologiques tout en considérant l’aspect multidimensionnel des données biologiques. Ce travail tente de palier un manque méthodologique évidant pour réaliser des études haut-débit dans le récent domaine de la biologie évolutionnaire des systèmes. De nouveaux messages évolutifs liés aux contraintes intra et inter processus ont été décrites. En particulier, mon travail a permis (i) la création d’un algorithme et un outil bioinformatique dédié à l’étude des relations évolutives d’orthologie existant entre les gènes de centaines d’espèces, (ii) le développement d’un formalisme original pour l’intégration de variables biologiques multidimensionnelles permettant la représentation synthétique de l’ histoire évolutive d’un gène donné, (iii) le couplage de cet outil intégratif avec des approches mathématiques d’extraction de connaissances pour étudier les perturbations évolutives existant au sein des processus biologiques humains actuellement documentés (voies métaboliques, voies de signalisations…)Systems biology has developed enormously over the 10 last years, with studies covering diverse biological levels (molecule, network, tissue, organism, ecology…). From an evolutionary point of view, systems biology provides unequalled opportunities. This thesis describes new methodologies and tools to study the evolution of biological systems, taking into account the multidimensional properties of biological parameters associated with multiple levels. Thus it addresses the clear need for novel methodologies specifically adapted to high-throughput evolutionary systems biology studies. By taking account the multi-level aspects of biological systems, this work highlight new evolutionary trends associated with both intra and inter-process constraints. In particular, this thesis includes (i) the development of an algorithm and a bioinformatics tool dedicated to comprehensive orthology inference and analysis for hundreds of species, (ii) the development of an original formalism for the integration of multi-scale variables allowing the synthetic representation of the evolutionary history of a given gene, (iii) the combination of this integrative tool with mathematical knowledge discovery approaches in order to highlight evolutionary perturbations in documented human biological systems (metabolic and signalling pathways...)
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Merheb, Rania. "Fiabilité des outils de prévision du comportement des systèmes thermiques complexes." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969036.
Full textAbstract:
La conception des bâtiments à faible consommation d'énergie est devenue un enjeu très important dans le but de réduire au maximum la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre associées. Pour y arriver, il est indispensable de connaître les sources potentielles de biais et d'incertitude dans le domaine de la modélisation thermique des bâtiments d'un part, et de les caractériser et les évaluer d'autre part.Pour répondre aux exigences courantes en termes de fiabilité des prévisions du comportement thermique des bâtiments, nous avons essayé dans le cadre de cette thèse de quantifier les incertitudes liés à des paramètres influents, de proposer une technique de diagnostic de l'enveloppe, propager les incertitudes via une méthode ensembliste sur un modèle simplifié et puis proposer une démarche permettant d'identifier les paramètres de modélisation les plus influents et d'évaluer leur effet sur les performances énergétiques avec le moindre coût en termes de simulations.
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Tirico, Michele. "Morphogenesis of complex networks. : An application in urban growth." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMLH17.
Full textAbstract:
Les caractéristiques, les fonctionnements et les processus de morphogénèse d'un grand nombre de réseaux spatio-complexes sont influencés par la position et la géométrie de leurs éléments constitutifs. Nous abordons, dans ce travail, les aspects computationnels de la morphogénèse de réseaux complexes, en proposant un modèle général, capable de simuler leur formation. Les réseaux sont générés sous l'influence de contraintes qui s'expriment par l'intermédiaire d'un champ vectoriel qui est déterminé à l'aide d'un système de réaction-diffusion. Nous utilisons un modèle de Gray-Scott produisant une grande variété de motifs dynamiques. Le champ vectoriel obtenu contrôle la géométrie et le taux de croissance du réseau construit qui rétroagit sur le processus de réaction-diffusion. Une étude a été réalisée sur l'influence des motifs et des processus de rétroaction sur la structure des réseaux obtenus en s'appuyant sur des mesures de réseaux complexes et de multi-fractalités. Une démarche de validation et d'évaluation du comportement du modèle a été effectuée et appliquée en comparant les réseaux obtenus à ceux structurant les villes françaises les plus importantes en taille et les plus connues graphes géométriques planairesThe characteristics, functions and morphogenetic processes of a large number of complex spatial networks are influenced by the position and the geometry of their constituent elements. In this work, we address the computational aspects of the morphogenesis of complex networks by proposing a general model, simulating their formation. The networks are generated under the influence of constraints expressed through a vector field that is determined using a reaction-diffusion system. We use the Gray-Scott model to produce a wide variety of dynamic patterns. The resulting vector field controls the geometry and the growth rate of the constructed network that feeds back the reaction-diffusion process. A study was carried out on the influence of the patterns and feedback processes on the structure of the obtained networks using measures from graph theory and multi-fractality theory. A process of validation and evaluation of the model's behaviour was carried out and applied by comparing the networks obtained to largest French cities and the most relevant geometric planar graphs
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Aggab, Toufik. "Pronostic des systèmes complexes par l’utilisation conjointe de modèle de Markov caché et d’observateur." Thesis, Orléans, 2016. http://www.theses.fr/2016ORLE2051/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le diagnostic et le pronostic pour l’aide à la maintenance de systèmes complexes. Elle présente deux approches de diagnostic/pronostic qui permettent de générer les indicateurs utiles pour l’optimisation de la stratégie de maintenance. Plus précisément, ces approches permettent d’évaluer l’état de santé et de prédire la durée de vie résiduelle du système. Les approches présentées visent en particulier à pallier le problème d’absence d’indicateurs de dégradation. Les développements sont fondés sur l’utilisation d’observateurs, de formalisme de Modèle de Markov Caché, des méthodes d’inférences statistiques et des méthodes de prédiction de séries temporelles à base d’apprentissage afin de caractériser et prédire les modes de fonctionnement du système. Les deux approches sont illustrées sur des exemples de dégradation d’un système de régulation de niveau d’eau, d’une machine asynchrone et d’une batterie Li-IonThe research presented in this thesis deals of diagnosis and prognosis of complex systems. It presents two approaches that generate useful indicators for optimizing maintenance strategies. Specifically, these approaches are used to assess the level of degradation and estimate the Remaining Useful Life of the system. The aim of these approaches is to overcome for the lack of degradation indicators. The developments are based on observers, Hidden Markov Model formalism, statistical inference methods and learning-based methods in order to characterize and predict the system operating modes. To illustrate the proposed failure diagnosis/prognosis approaches, a simulated tank level control system, an induction motor and a Li-Ion battery were used
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Roth, Anastasia. "Développement de méthodologies génériques pour la conception optimale et durable des parcs hybrides d'énergies renouvelables." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0036/document.
Full textAbstract:
Les enjeux planétaires du développement durable et du réchauffement climatique remettent en cause le fonctionnement de nos sociétés. La transition énergétique se traduit notamment par l’augmentation de l’utilisation des énergies renouvelables et constitue ainsi le contexte de nos travaux. Dans le cadre d’un contrat CIFRE avec l’entreprise VALOREM, nous proposons des méthodologies pour le développement et la conception d’installations renouvelables soutenables. L’approche d’Ingénierie Des Modèles mise en place nous permet de garder une démarche scientifique cohérente entre une vue très générale du contexte d’insertion des renouvelables et une vision plus technique et opérationnelle pour le développement d’installations renouvelables. Dans un premier temps, nous avons décrit de manière macroscopique le contexte d’insertion des énergies renouvelables en France, en proposant un cadre conceptuel pour le développement de projet d’aménagement du territoire. Il permet l’analyse des systèmes sociotechniques en transition grâce à une formalisation UML2 d’une part, et une méthode d’évaluation de la durabilité d’un processus d’autre part. Nous avons illustré ce cadre sur deux cas d’étude : le succès du développement de la centrale hydro-éolienne de l’île d’El Hierro dans les Canaries et l’échec du barrage de Sivens dans le Tarn en France. Par comparaison, nous montrons que l’implication des parties prenantes sur l’ensemble du processus de développement est cruciale pour le succès d’un projet. Nous avons ensuite proposé une implémentation logicielle permettant le suivi et le pilotage de projet d’aménagement du territoire en temps réel à l’aide d’outils d’intelligence artificielle. Conscient des limites opérationnelles de notre proposition, nous avons décidé de changer de point de vue pour adopter une vision plus technique sur les énergies renouvelables. La transition énergétique fait évoluer le système électrique français d’un modèle centralisé vers un modèle décentralisé, ce qui amène VALOREM à reconsidérer ses propositions techniques de production d’énergies renouvelables. Entre autre, l’entreprise tend vers l’hybridation de ses centrales et constate le besoin d’un outil de dimensionnement en phase d’avant-projet, afin d’identifier les opportunités d’activités. Nous faisons donc la proposition d’un prototype logiciel qui se veut flexible en termes de modélisation des centrales de production hybrides renouvelables et en termes de définition des objectifs et contraintes à satisfaire. Il est codé en C++ et basé sur des modèles d’optimisation linéaires. Nous illustrons son opérationnalité sur quatre cas d’étude : deux orientés marché électrique et deux en autoconsommation (l’un isolé, l’autre connecté au réseau). Les résultats des études montrent que les coûts de stockage batterie sont trop élevés pour pouvoir envisager l’installation de batteries dans les centrales hybrides renouvelables. Les systèmes en autoconsommation connectés au réseau semblent être plus prometteurs. Enfin, nous terminons par une analyse environnementale de différentes sources de production électrique afin de déterminer celles vers lesquelles la transition énergétique doit être axée. Les résultats montrent que la biomasse, l’éolien et le PV au sol sont les moyens de production les plus propres. La conclusion de la thèse propose une réflexion ascendante en complexité vers l’implication des acteurs dans les modèles de processus de développement territoriauxSustainable growth issues and climate change imply to shift our society organisation towards new paradigms. In the energy sector, it is illustrated by an energy transition via renewables. Within this context and the support of the company VALOREM, we propose a methodology for the sustainable development and design of renewable infrastructures. By using a Model Driven Engineering approach, we were able to adopt several viewpoints on renewable energy issues, while keeping a consistent scientific approach. First of all, from a holistic stance, we developed a conceptual framework for land settlement development process. Thanks to its modelling with UML2 and a methodology to assess the sustainability of processes, it can be used to analyse the trajectory of sociotechnical systems. The framework was tested on two case studies: the success of El Hierro hydrowind power plant implementation in Canary Islands and the failure of the Sivens dam project in the south of France. Their comparison shows that implication of stakeholders at all stages of the development process is crucial for the success of the project. We further propose to implement the conceptual framework as a software tool for the monitoring of land settlement project in real time, with the help of artificial intelligence concepts. However, this proposition was deemed not in line with Valorem’s priorities and we decided to focus on a technical instantiation of the framework for Hybride Renewable Energy Systems (HRES), which design and operation are part of VALOREM’s activity. As, the energy transition implies to change the electrical system model from a centralized to a decentralized one, there exists a need for a grassroots sizing tool for identifying new HRES opportunities. A software prototype for the grassroot optimal design of HRES was developed, offering flexibility in terms of modelling, setting constraints and defining objective functions. It is coded in C++ and based on linear programming model. We showed its relevance on four HRES case studies: two related to electricity market and two for self-supply of energy (one isolated and the other grid-connected). The results show that battery costs are too high to be profitable in HRES and that grid-connected systems seems to be a good alternative. Finally, we carried out an environmental impact assessment of several sources of electricity production to find out which are the “cleaner” ones. The results show that biomass, wind turbines and ground PV are those that should be considered for a sustainable energy transition. In the conclusion, we step back to a more complex viewpoint and develop perspectives to model human interactions within territory development process
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Wéry, Jean. "Cadre décisionnel basé sur la simulation et l'optimisation pour résoudre le problème générique de la recherche de la meilleure combinaison de scénarios : applications pour la prise de décisions complexes." Doctoral thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27858.
Full textAbstract:
Lorsque le temps est manquant, la simulation-optimisation est une méthode très utilisée pour déterminer le « meilleur » scénario possible. En contexte manufacturier, on peut vouloir déterminer les paramètres de production qui vont maximiser la productivité d'une ligne de production. Le nombre de scénarios possibles (représentant différentes configurations possibles de la ligne) étant souvent très grand, tous les scénarios ne peuvent être simulés. La simulation-optimisation permet de trouver un « bon » scénario, i.e. le scénario donnant les meilleurs résultats par rapport à des critères définis (ici, la productivité) dans un contexte où le temps ne permet pas de simuler toutes les possibilités. Dans le cas où l'on cherche à déterminer la productivité combinée de plusieurs lignes de production, on cherche alors plusieurs scénarios qui, conjointement, vont maximiser ce critère, i.e. la « meilleure combinaison » de scénarios. Or, lorsqu'on recherche le meilleur ensemble de scénarios et non le meilleur scénario, les méthodes classiques s'appliquent difficilement. À notre connaissance, le problème de la recherche de la meilleure combinaison de scénarios n'a pas été introduit formellement dans la littérature. Cette thèse propose une définition formelle de ce problème et un cadre pour le résoudre. Le cadre proposé utilise la simulation dans le but d'évaluer des scénarios. L'optimisation est ensuite utilisée pour déterminer la meilleure combinaison de scénarios. Le nombre de scénarios à simuler est tel qu'il n'est pas possible de tous les évaluer. Nous proposons aussi d'utiliser certaines méthodes de recherche dans les arbres, issues de la programmation par contraintes pour déterminer quels scénarios devraient être évalués en premier. La pertinence du cadre est démontrée par son application à travers plusieurs problèmes industriels. La première application s'attarde à résoudre des problèmes de planification tactique liés à l'industrie du bois d'œuvre nord-américaine. Cette dernière fabrique presque exclusivement des produits de commodité (c'est-à-dire des produits aux dimensions et propriétés standards destinés à la construction). Il arrive que certains clients veuillent aussi des produits avec des caractéristiques spécifiques. Le contexte manufacturier actuel ne permet pas au scieur de connaître le panier de produits global qui découlera de l'introduction d'un nouveau produit. En effet, du fait de la divergence des flux et de la co-production associées à la transformation de la matière première en scierie, l'ajout d'un autre produit à fabriquer entraîne des répercussions sur l'ensemble du panier de produits. Nous proposons donc d'utiliser le cadre pour intégrer à la planification tactique la demande pour des produits spécifiques jamais fabriqués auparavant. Le cadre utilise un simulateur de débitage de billes couplé à un modèle de planification pour réaliser un plan. Ce dernier permet au décideur d'évaluer quelles demandes pour des produits sur mesure devraient être acceptées, quoi produire et quand, ainsi que les paramètres de l'équipement à utiliser et la matière première à acheter/consommer à chaque période. La seconde application du cadre présentée dans cette thèse a pour but d'améliorer les décisions prises par un système de découpe de bois de plancher soumis à de fortes contraintes de production. La découpe d'un ensemble d'images de planches provenant de productions passées est simulée pour différentes configurations du système. Une base de données caractérisant la production attendue pour chaque configuration est ainsi générée. Le simulateur est le système réel utilisé « hors-ligne ». À partir des informations obtenues, nous établissons ensuite un horaire de production en utilisant un modèle d'optimisation linéaire maximisant la valeur attendue de la production. L'horaire permet de définir comment configurer le système de découpe tout au long de la production. Le cadre peut aussi être appliqué pour résoudre d'autres problèmes du même type comme, par exemple, pour la conception d'usines en réseau dans une chaîne logistique. Enfin, pour illustrer et vérifier la pertinence de l'utilisation de certaines méthodes de recherche dans les arbres pour déterminer l'ordre d'évaluation des scénarios, la démarche est appliquée au problème de découpe de bois de plancher mentionné préalablement. L'étude réalisée montre que les méthodes issues de la programmation par contraintes pourraient se révéler efficaces pour résoudre ce type de problèmes. En effet, la méthode Limited Discrepancy Search (LDS) obtient des résultats très semblables à une heuristique spécialement élaborée pour le cas étudié. Or LDS est une méthode générique et pourrait s'appliquer à d'autres cas.
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Bouré, Olivier. "" Le simple est-il robuste ? " : une étude de la robustesse des systèmes complexes par les automates cellulaires." Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00918545.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions la robustesse dans le contexte de la modélisation de systèmes complexes par les automates cellulaires. En effet, si l'on cherche à reproduire un comportement émergent à partir d'un modèle d'automate cellulaire, il nous semble nécessaire de se demander si les comportements observés sont bien le résultat d'interactions entre entités constituantes, ou bien s'ils dépendent d'une définition particulière du modèle. Nous allons ainsi être amenés à considérer la robustesse du modèle, à savoir la résistance de son comportement à de petites variations sur les attributs de sa définition. Dans un premier temps, nous montrons la pertinence de cette approche en considérant plusieurs définitions possibles d'une perturbation de la mise à jour globale et en les appliquant à une classe simple et représentative de modèles d'automates cellulaires, les Automates Cellulaires Elémentaires. Nous observons que, malgré le fait que nos perturbations soient proches et qu'une majorité des modèles considérés ne change pas de comportement, quelques cas particuliers montrent des changements qualitatifs du comportement que nous étudions plus en détail. Dans un second temps, nous appliquons cette approche en nous penchant sur un modèle particulier d'automate cellulaire, qui simule le phénomène de formation d'essaim à partir d'un modèle évolué d'automate cellulaire, le gaz sur réseau. Nous explorons la robustesse du comportement du modèle en considérant la perturbation de deux attributs du modèle, la forme de la grille cellulaire et la mise à jour globale, et en tirons les conclusions sur la relation entre l'observation du comportement et la définition précise du modèle.
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Linard, Benjamin. "Développement de méthodes évolutionnaires d'extraction de connaissance et application à des systèmes biologiques complexes." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766182.
Full textAbstract:
La biologie des systèmes s'est beaucoup développée ces dix dernières années, confrontant plusieurs niveaux biologiques (molécule, réseau, tissu, organisme, écosystème...). Du point de vue de l'étude de l'évolution, elle offre de nombreuses possibilités. Cette thèse porte sur le développement de nouvelles méthodologies et de nouveaux outils pour étudier l'évolution des systèmes biologiques tout en considérant l'aspect multidimensionnel des données biologiques. Ce travail tente de palier un manque méthodologique évidant pour réaliser des études haut-débit dans le récent domaine de la biologie évolutionnaire des systèmes. De nouveaux messages évolutifs liés aux contraintes intra et inter processus ont été décrites. En particulier, mon travail a permis (i) la création d'un algorithme et un outil bioinformatique dédié à l'étude des relations évolutives d'orthologie existant entre les gènes de centaines d'espèces, (ii) le développement d'un formalisme original pour l'intégration de variables biologiques multidimensionnelles permettant la représentation synthétique de l' histoire évolutive d'un gène donné, (iii) le couplage de cet outil intégratif avec des approches mathématiques d'extraction de connaissances pour étudier les perturbations évolutives existant au sein des processus biologiques humains actuellement documentés (voies métaboliques, voies de signalisations...).