Le problème du sac-à-dos à contraintes disjonctives (DCKP) est une variante du sac-à-dos normal. C'est un problème dans lequel certains objets peuvent être incompatibles avec d'autres. Le DCKP apparait, souvent, comme sous problème d'autres problèmes d'optimisation combinatoire plus complexes.

L'ingénierie des systèmes d'information propose de nombreuses méthodes et modèles produit et processus pour concevoir efficacement des systèmes d'information. Cependant, les modèles de processus définis ne correspondent pas forcément aux contraintes et spécificités des organisations. De plus, différents points de vue (activité, produit, décision, contexte, stratégie) sont pris en compte dans la modélisation et la méta-modélisation des processus d'ingénierie de systèmes d'information, mais ceux-ci sont définis indépendamment les uns des autres. De par leur nombre et leur manque de flexibilité, les modèles de processus existants sont difficilement adaptables par les ingénieurs des méthodes pour prendre en compte les spécificités des organisations. Cette thèse propose une méthode permettant aux ingénieurs des méthodes de définir leurs propres méta-modèles de processus en tenant compte des contraintes et spécificités des organisations. Cette méthode est guidée par un graphe conceptuel comprenant l'ensemble des concepts pour la méta-modélisation des processus. Les méta-modèles créés prennent en compte les différents points de vue. De plus, la construction des méta-modèles de processus est basée sur l'imitation de patrons génériques et de patrons de domaine. La méthode a été outillée et expérimentée auprès d'experts en ingénierie des systèmes d'information.

Les Systèmes Multi-Agents (SMA) forment un paradigme prometteur pour la conception de systèmes logiciel complexes. En effet, ce paradigme propose de nouvelles stratégies pour analyser, concevoir et implémenter de tels systèmes. Les systèmes multi-agents sont considérés comme des sociétés composées d'entités autonomes et indépendantes, appelées agents, qui interagissent en vue de résoudre un problème ou de réaliser collectivement une tâche. Nous nous plaçons dans un cadre d'ingénierie logicielle pour ce mémoire. Pour tout nouveau paradigme d'ingénierie logicielle pour pouvoir être pleinement appliqué et déployé il est nécessaire de disposer de nouveaux modèles et d'abstractions nouvelles. Ces abstractions servent de base à l'analyse et à la conception des SMA. De plus, toute méthodologie dédiée aux SMA doit prendre ces abstractions pour pouvoir développer des SMA de manière sys\-té\-ma\-ti\-que, sure, robuste et fiable. Les modèles à la base de tous les travaux dans ce mémoire sont composés de concepts organisationnels qui permettent de concevoir les SMA comme des sociétés d'individus, les agents, qui jouent des rôles dans des organisations. Ces concepts permettent également la description de structures organisationnelles complexes telles que les holarchies dans lesquelles les agents, désignés par le terme holons, peuvent être composés d'autres holons et définir une structure hiérarchique. La définition de ces concepts se fait au travers de méta-modèles exprimés avec une notation semi-formelle. Pour définir une sémantique non ambigüe et bénéficier d'outils de validation et de vérification nous proposons de spécifier des concepts au travers d'un langage formel. Aucun langage ne satisfaisant nos besoins nous avons composé deux langages existants : Object-Z et les statecharts. La syntaxe et la sémantique du langage formel OZS sont définies sur cette base. Des architectures d'agents sont étudiées en utilisant le modèle organisationnel et les outils formels. Ces études sont de deux types, définition complète d'une architecture et rétro-ingénierie afin de comprendre et analyser les éléments fondateurs d'architectures existantes pour pouvoir les réutiliser dans d'autres contextes. Deux méthodologies sont exploitant les concepts et la notation formelle sont proposées. La première est issue d'un travail initial concernant l'analyse et la conception de SMA Holoniques utilisant un cadre particulier. La deuxième est issue d'une collaboration avec Massimo Cossentino et est plus générale.

Cette thèse est composée de deux parties. La première explore la problématique de la modélisation de trafic Internet. Nous avons proposé, à partir de l'étude de nombreuses traces, un modèle basé sur des processus stochastiques non-gaussiens à longue mémoire (Gamma-Farima) permettant de modéliser de manière pertinente les traces de débit agrégé, et ce pour une large gamme de niveau d'agrégation. Afin de pouvoir générer du trafic synthétique, nous avons proposé une méthode de synthèse de tels processus. Nous avons ensuite, à partir du modèle Gamma-Farima, proposé un modèle multirésolution permettant de différencier un trafic régulier, d'un trafic contenant une attaque (de type déni de service distribuée). Ceci nous a permis de proposer une méthode de détection d'anomalie que nous avons évalué sur des traces réelles et en simulation. Enfin nous avons étudié expérimentalement le problème de la production de trafic à longue mémoire dans un simulateur de réseaux (NS-2). La deuxième partie traite la problématique de la génération de trafic au sein des systèmes sur puce (SOC). Dans ce domaine, l'arrivée de véritable réseaux sur puce place la conception de l'interconnexion au premier plan, et pour accélérer les simulations, il convient de remplacer les composants par des générateurs de trafic. Nous avons mis en place un environnement complet de génération de trafic sur puce permettant de rejouer une trace, de produire une charge aléatoire sur le réseau, de produire un trafic stochastique ajusté sur une trace de référence et de tenir compte des phases dans le trafic. Nous avons effectué de nombreuses simulations dans l'environnement de simulation de SOC académique SOCLIB qui nous ont permis de valider notre approche, d'évaluer notre algorithme de segmentation ainsi que la génération de trafic stochastique multiphase que nous avons introduite. Nous avons aussi exploré la présence de longue mémoire dans le trafic des processeurs sur puce, ainsi que l'impact de cette caractéristique sur les performances du réseau sur puce.

L'inférence grammaticale s'intéresse à l'apprentissage automatique de langages formels. Ces derniers sont organisés en plusieurs classes formant la hiérarchie de Chomsky. Parmi elles, les langages réguliers, reconnus par des automates finis déterministes, forment la classe la plus « simple » à apprendre : l'apprentissage des automates a largement été étudié et a donné naissance à plusieurs algorithmes d'inférence grammaticale.<br /><br />Toutefois, un problème concernant les données est devenu crucial : celui du bruit. Des propositions d'algorithmes ont vu le jour pour essayer de résoudre ce problème, mais nous montrons que les résultats ne sont toujours pas satisfaisants, y compris pour les langages réguliers. Or, puisqu'ils forment la base de la hiérarchie de Chomsky, ce sont toutes les classes de la hiérarchie qui ne peuvent être apprises en situations bruitées.<br /><br />Aussi, nous proposons une nouvelle classe de langages qui semble ne pas souffrir de ce handicap : celle des boules de mots. Nous démontrons que cette classe, de prime abord peu orthodoxe mais utilisée dans de nombreuses applications comme la correction orthographique ou la recherche de plus proches voisins, reste identifiable à la limite même lorsque les données d'apprentissage subissent l'influence d'un bruit non statistique.<br /><br />De plus, nous introduisons les requêtes de correction basées sur la distance d'édition et nous présentons un algorithme d'apprentissage des boules de mots à partir de telles requêtes. Nous montrons expérimentalement que de simples heuristiques a posteriori suffisent à le rendre résistant lorsque l'oracle répond approximativement à de telles requêtes. Ceci justifie encore une<br />fois la robustesse des boules de mots au bruit.<br /><br />Contrairement aux idées reçues, le bruit n'est donc pas une malédiction en inférence grammaticale : les langages à base de distance offrent de nouvelles perspectives.

Cette thèse porte sur l'étude théorique et pratique d'un système de typage appliqué à la preuve de programmes de style fonctionnels. Le système de base est le système ST créé par C.Raffalli; il comporte, outre le polymorphisme, du sous-typage et de l'omission de contenu non-algorithmique. Nous étudions tout d'abord les modèles de la théorie définie par le système de types, en construisant une axiomatique basée sur les treillis permettant de modéliser le calcul et la logique. Nous étudions sur cette base le système de types, montrons la réduction du sujet, et la possibilité de définir en interne la normalisabilité et la réductibilité des programmes. Dans la suite de la thèse, plus appliquée, nous étudions des codages de types de données riches inspirés des langages fonctionnels - y incluant notamment un système de modules du premier ordre- dans le Lambda-Calcul, et montrons qu'ils s'intègrent harmonieusement dans le système; la méthodologie développée dans cette partie permet d'étendre le langage de types et le langage de programmation en conservant un critère de consistance assurant la sûreté du code typé.

Cette Thèse est la conclusion de trois ans de travail sur un projet nommé DemoNat. Le but de ce projet est la conception d'un système d'analyse et de vérification de démonstrations mathématiques écrites en langue naturelle.<br><br>L'architecture générale du système se décrit en 4 phases :<br>- analyse de la démonstration par des outils linguistiques ;<br>- traduction de la démonstration dans un langage restreint ;<br>- interprétation du texte traduit en un arbre de règles de déduction ;<br>- validation des règles de déduction à l'aide d'un démonstrateur automatique.<br><br>Ce projet a mobilisé des équipes de linguistes et de logiciens, les deux premières phases étant la tâche des linguistes, et les deux dernières étant la tâche des logiciens.<br><br>Cette thèse présente plus en détail ce projet et développe principalement les points suivants :<br>- définition du langage restreint et de son interprétation ;<br>- propriétés du type principal de termes d'un lambda-calcul typé avec deux flèches entrant dans le cadre d'un outil linguistique, les ACGs ;<br>- description du démonstrateur automatique.

On s'intéresse dans ce mémoire à la riche combinatoire des configurations de boucles compacte (ou FPL, ou matrices à signes alternants, ou orientations eulériennes d'une grille). Sont en particulier abordées les questions d'énumération et les liens avec l'énumération de partitions planes, les conjectures à la Razumov et Stroganov, et la génération aléatoire exactement uniforme de configurations satisfaisant des conditions arbitraires de symétrie.

Le développement croissant de systèmes embarqués de consommation, où les composants numériques, analogiques et logiciels sont combinés sur une même puce, résulte en une augmentation de la complexité des processus de conception et de vérification. La validation de tels systèmes analogiques et à signaux-mixtes reste largement basée sur des techniques de simulation, qui sont souvent combinées avec des méthodes d'analyse de nature ad-hoc. Cette thèse est motivée par l'exportation de méthodes formelles basées sur des propriétés, vers leur application à la validation de systèmes analogiques et à signaux mixtes, considérés à leur niveaux d'abstraction continu et temporisé.<br />Etant-donné que la vérification formelle de systèmes continus non-triviaux reste très difficile, nous nous tournons vers une méthode de validation plus légère appelée le monitoring basé sur des propriétés. Nous définissons signal temporal logic STL comme langage de spécification de haut niveau qui permet d'exprimer des propriétés temporelles de signaux continus et temporisés. STL est une extension de la logique de temps-réel metric interval temporal logic MITL, où les signaux continus sont transformés en signaux Booléens avec des prédicats numériques, et les relations temporelles entre ces signaux son exprimées avec les opérateurs temporels habituels dont les propositions atomiques correspondent à ces prédicats. Nous développons deux procédures de monitoring, une offline et une incrémantale, qui permettent de vérifier si les traces de simulations sont correctes par rapport aux propriétés STL. Les deux procédures sont implantées en outil de monitoring analogique AMT. Notre approche de monitoring basé sur des propriétés est appliquée, en utilisant AMT, à deux études de cas réalistes, où nous étudions des propriétés d'une mémoire de type FLASH et d'une interface de mémoire DDR2. <br />Nous considérons aussi le problème de vérification formelle de systèmes temporisés, et développons une traduction modulaire des formules MITL avec les opérateurs futurs et passés, vers des automates temporisés. La construction que nous proposons est basée sur les testeurs temporels, une classe spécifique d'automates avec les entrées et les sorties qui réalisent la fonction séquentielle définie par la sémantique des opérateurs MITL. Nous montrons d'abord comment chaque formule MITL peut être exprimée avec six opérateurs basiques (trois opérateurs passés et trois futurs) et nous proposons une construction de testeurs temporels à partir de ces opérateurs. Les testeurs temporels pour des formules MITL arbitraires sont obtenus en composant ces testeurs élémentaires.<br />Finalement, nous développons une procédure pour la synthèse automatique de contrôleurs à partir des spécifications de haut niveau exprimées avec le fragment borné de metric temporal logic (MTL). Nous proposons une traduction des propriétés spécifiées dans cette logique temporisée vers des automates temporisés déterministes, en supposant la variabilité bornée. Ensuite, nous pouvons appliquer à ces automates les algorithmes habituels de synthèse de sûreté pour construire un contrôleur qui satisfait la spécification par construction.

La plupart des travaux en ordonnancement repose sur un modèle déterministe, peu adapté à la réalité de l'ordonnancement d'atelier. En effet, les ateliers de production sont soumis à un certain nombre d'incertitudes. C'est pourquoi l'ordonnancement sous incertitudes est un domaine en pleine expansion.<br /><br />D'autre part, l'humain n'est généralement pas pris en compte dans l'élaboration de la méthode d'ordonnancement. Pourtant, l'humain joue un rôle central dans le processus d'ordonnancement, et ses connaissances du terrain sont précieuses. C'est pourquoi nous pensons que des systèmes homme-machine efficaces sont nécessaires au bon fonctionnement des méthodes d'ordonnancement d'atelier.<br /><br />Pour cela, nous nous reposons sur l'ordonnancement de groupes. Cette méthode d'ordonnancement d'atelier comporte différents avantages pour notre recherche : c'est une méthode d'ordonnancement sous incertitudes et sa structure est facilement manipulable par l'humain. Nous étudions les systèmes homme-machine existant pour cette méthode d'ordonnancement. Nous proposons ensuite un nouveau système homme-machine, afin d'améliorer la coopération. Dans ce système, nous utilisons la qualité dans le meilleur des cas dans un ordonnancement de groupes. Comme ce thème n'est pas encore abordé dans la littérature, nous proposons des bornes inférieures, des heuristiques et une méthode exacte pour résoudre ce problème.