Utiliser l'ensemble des connaissances disponibles sur un procédé pour concevoir une loi de commande, tel est l'objectif de ce travail. Dans ce contexte, le choix d'un outil de représentation permettant d'intégrer dans un formalisme unique des informations de nature différente est essentiel. C'est donc tout naturellement que la dualité numérique/linguistique présente dans les systèmes flous à base de règles est exploitée pour réaliser un codage d'expertise dans un cadre numérique, autrement dit pour calculer avec les mots.<br /><br />La première partie de ce travail est dédiée au caractère numérique des systèmes flous. A travers le principe des équivalences modales, nous proposons une stratégie de construction d'un contrôleur flou permettant d'implanter de façon exacte des lois de commande linéaires de type PI, PD, PID ou encore par retour d'état. L'approche développée est ensuite étendue à l'apprentissage de systèmes flous à partir d'exemples, et ainsi à la modélisation floue. Enfin, la synthèse d'un contrôleur à partir d'un modèle flou du procédé est abordée selon une approche par linéarisation entrée-sortie ou encore à partir d'une structure de commande à modèle interne. Si ces travaux permettent d'intégrer aisément des informations numériques pour concevoir un contrôleur flou, la prise en compte de connaissances expertes reste délicate et fait l'objet de la deuxième partie de ce mémoire.<br /><br />A partir d'une typologie des systèmes flous, nous avons mis en évidence la possibilité d'implanter un contrôleur flou sous une forme purement symbolique. Dénotée SF4, cette mise en oeuvre des systèmes flous exploite des règles linguistiques et autorise une pondération de ces dernières. A ce titre, elle est tout particulièrement adaptée à la représentation des connaissances d'expert et est utilisée tout au long de cette deuxième partie. Outre leur caractère linguistique, les systèmes SF4 sont directement exploitables dans un contexte numérique puisqu'ils permettent d'implanter tout système flou de Sugeno à conclusions constantes, et donc plus particulièrement ceux engendrés via le principe des équivalences modales. Basés sur cette cohérence numérique/linguistique, divers schémas d'introduction de la connaissance experte sont ainsi proposés, allant d'une synthèse directe du contrôleur flou à une modification d'un correcteur numérique initial. Enfin, la distribution de la connaissance dans différents composants de la structure de commande est étudiée (capteurs, superviseur, régulateurs).<br /><br />Tout au long du mémoire, les diverses stratégies développées sont illustrées par le biais d'exemples tirés d'applications industrielles.

The detection and annotation of cis-regulatory sequences is a difficult problem. There is currently no generally applicable experimental procedure or computational algorithm to identify the non-coding regions of the genome that serve to activate gene expression in a given cell type. The only indicator of cis-regulatory function is the conservation of a sequence in other genomes. Regions can then be tested one-by-one in transgenic assays but this is time-consuming in vertebrates. Only a limited number of these already validated cis-regulatory sequences have been curated in biological databases. One of the main advantages of the model organism Ciona intestinalis is that cis-regulatory tests can be conducted very easily and the result is observable after one day while the animal follows the chordate body plan. However, a sequence found to be active in this organism can currently not be mapped to genomes of other animals.

Les diagrammes de Voronoi sont des structures de données fondamentales qui ont été étudiées en détail dans le domaine de la géométrie algorithmique. Un diagramme de Voronoi peut être défini comme le diagramme de minimisation d'un ensemble fini de fonctions continues. On interprète en général chacune de ces fonctions comme la fonction distance à un objet. Le diagramme de Voronoi correspondant partitionne l'espace de définition en régions, chacune d'entre elle réunissant les points qui sont plus proches d'un object que de tous les autres. On peut définir de nombreuses variantes des diagrammes de Voronoi, selon les classes d'objets, de fonctions distance et d'espace de définition considérés. Les diagrammes affines, c'est-à-dire les diagrammes dont les cellules sont des polytopes convexes, sont bien connus. Leurs propriétés peuvent être déduites de celles des polytopes, et on peut les construire efficacement. <br /><br />La première partie de cette thèse s'attache à présenter et classifier les diagrammes de Voronoi. Nous cataloguons les variétés de diagrammes de Voronoi les plus étudiées, avant de les replacer dans le contexte des diagrammes de Voronoi abstraits, une notion initialement proposée par Klein. Cela nous permet de présenter dans un cadre général la question de la caractérisation des diagrammes de Voronoi classiques en fonction de la forme de leurs bissecteurs, un point de vue développé d'abord par Aurenhammer.<br /><br />Dans une deuxième partie, nous nous concentrons sur l'étude des diagrammes de Voronoi anisotropes, et sur les façons de calculer leur maillage dual, dans les cas où il est bien défini. Si celui-ci ne l'est pas, nous étudions des méthodes de raffinement du diagramme en vue d'obtenir un dual bien défini. Nous utilisons d'abord les définitions de Labelle et Shewchuk et la procédure de linéarisation présentée dans la partie précédente. Cela nous permet ensuite de définir un algorithme qui apparaît comme une conséquence naturelle de la première partie.<br /><br />La troisième partie est consacrée à une approche différente de la génération de maillages anisotropes. En remplaçant la définition de maillage anisotrope par celle de maillage anisotrope localement uniforme, nous parvenons à construire simplement un algorithme prouvé de génération de maillage anisotrope en dimension 2 et 3.<br /><br />Enfin, la quatrième partie de cette thèse considère l'application d'un autre type de diagramme de Voronoi, les diagrammes de puissance, à la question du routage glouton dans les réseaux ad hoc. Ici encore, les propriétés locales des triangulations jouent un rôle crucial. Nous montrons comment l'obtention de certaines propriétés locales des triangulations régulières, qui sont une généralisation des triangulations de Delaunay, permet de garantir des propriétés globales en termes de routage.

L'objectif à long terme de notre travail est la mise au points de techniques d'apprentissage fiables et prédictibles d'actions réflexes, dans le cadre de la robotique mobile. Ce document constitue un départ à ce projet.<br />Dans un premier temps, nous donnons des arguments défendant l'idée que les méthodes d'apprentissage classiques ne peuvent pas,<br />intrinsèquement, répondre à nos exigences de fiabilité et de prédictibilité. Nous pensons que la clé du problème se situe dans la manière dont la communication entre le système apprenant et son environnement est modélisée. Nous illustrons nos propos grâce à un exemple d'apprentissage par renforcement.<br /><br />Nous présentons une démarche formalisée dans laquelle la communication est une interaction, au sens physique du terme. Le système y est soumis à deux forces: la réaction du système est due à la fois à l'action de l'environnement et au maintient de contraintes internes. L'apprentissage devient<br />une propriété émergente d'une suite de réactions du système, dans des cas d'interactions favorables. L'ensemble des évolutions possibles du système est déduit par le calcul, en se basant uniquement (sans autre paramètre) sur la connaissance de l'interaction.<br /><br />Nous appliquons notre démarche à deux sous-systèmes interconnectés, dont l'objectif global est<br />l'apprentissage d'actions réflexes.<br /><br />Nous prouvons que le premier possède comme propriété émergente des facultés d'apprentissage par renforcement et d'apprentissage latent fiables et prédictibles.<br /><br />Le deuxième, qui est ébauché, transforme un signal en une information perceptive. Il fonctionne par sélection d'hypothèses d'évolution du signal au cours du temps à partir d'une mémoire. Des contraintes internes à la mémoire déterminent les ensembles valides d'informations perceptives.<br />Nous montrons, dans un cas simple, que ces contraintes mènent à un équivalent du théorème de Shannon sur l'échantillonnage.

Ce travail de thèse traite du maintien dynamique de représentations géométriques de graphes. Le manuscrit met en avant des connexions fortes entre trois types de représentation de graphes : les décompositions de graphes, les modèles géométriques et les représentations arborescentes à degrés de liberté (PQ-arbres, PC-arbres et autres structures du même type). De nouvelles relations entre ces objets sont mises en évidence et d'autres déjà connues sont approfondies. Notamment, il est établi une équivalence mathématique et algorithmique entre la décomposition modulaire des graphes d'intervalles et le PQ-arbre de leurs cliques maximales.<br /><br />Les connexions entre les trois types de représentation précités sont exploitées pour la conception d'algorithmes de reconnaissance entièrement dynamiques pour les cographes orientés, les graphes de permutation et les graphes d'intervalles. Pour les cographes orientés, l'algorithme présenté est de complexité optimale, il traite les modifications de sommet en temps O(d), où d est le degré du sommet en question, et les modifications d'arête en temps constant. Les algorithmes pour les graphes de permutation et les graphes d'intervalles ont la même complexité : les modifications d'arête et de sommet sont traitées en temps O(n), où n est le nombre de sommets du graphe. Une des contributions du mémoire est de mettre en lumière des similarités très fortes entre les opérations d'ajout d'un sommet dans un graphe de permutation et dans un graphe d'intervalles. <br />L'approche mise en oeuvre dans ce mémoire est assez générale pour laisser entrevoir les mêmes possibilités algorithmiques pour d'autres classes de graphes définies géométriquement.

Cette thèse s'articule autour de la notion de plongement de graphe. Un plongement de graphe consiste à envoyer les sommets d'un graphe dans une autre structure par une application qui conserve certaines propriétés à déterminer. Nous pouvons distinguer deux grandes familles de plongements. D'une part les plongements purement combinatoires qui envoient les éléments d'un graphe G dans un autre graphe H. La propriété la plus naturelle à conserver est la notion d'adjacence entre les sommets. Nous nous intéressons à la conservation d'une propriété supplémentaire : la distance entre les sommets. Nous caractérisons plusieurs familles de graphes se plongeant de cette façon dans les hypercubes ou les graphes de Hamming. Les plongements topologiques visent à représenter un graphe G sur une surface quelconque. Les sommets sont envoyés vers des points d'une surface et les arêtes vers des courbes continues entre ces points. Comment représenter un graphe afin de minimiser le nombre de croisements d'arêtes ? Nous nous posons ces questions à travers l'étude de la planarité et des nombres de croisements de certains graphes.

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes du knapsack multidimensionnel à choix multiple. Ils interviennent essentiellement en télécommunication. Nous proposons de nouvelles méthodes hybrides de résolution exacte et approchée. Dans un premier temps, nous proposons des méthodes heuristiques en se basant sur les techniques de génération de colonnes et d'arrondi. Ensuite, nous abordons une méthode de recherche locale, dite méthode de branchement local, où des contraintes linéaires sont introduites pour intensifier et diversifier la recherche. Cette méthode est ensuite hybridée avec la génération de colonnes et une technique d'arrondi. Concernant la résolution exacte, nous nous basons sur une méthode de "Branch and cut". Nous commençons par proposer de nouvelles contraintes valides pour le problème. Ensuite, nous les associons à des contraintes de couverture locales et globales dans un schéma énumératif. Les approches heuristiques et l'algorithme exact que nous proposons sont comparés à d'autres heuristiques de la littérature et au Solveur de programmes linéaires Cplex . L'ensemble de ces tests numériques ont été menés sur des instances ardues de la littérature ainsi que sur des instances générées aléatoirement de taille modérée.

Ce travail se situe dans le domaine de la conception des applications à base d'architecture orientée services adaptées au contexte d'utilisation. Ce type d'architecture permet les échanges entre les fournisseurs de services et les clients qui conçoivent de telles applications. Afin que les clients trouvent le service correspondant aux mieux à leurs besoins, les services doivent être décrits par leur fournisseur selon un processus standard. Ceci permet à ces services d'être réutilisés, découverts et composés. La combinaison de ces services doit apporter un résultat adapté au contexte d'utilisation (l'utilisateur, la localisation, le temps, et le dispositif utilisé). Nous proposons dans ce travail une solution qui englobe les processus de description, de recherche, et de composition de services, en ajoutant de manière transversale l'adaptation au contexte d'utilisation.<br />Le standard de description de services Web WSDL ne permet qu'une représentation des aspects fonctionnels des services (méthode, paramètres échangés, et protocole d'accès). Afin de faciliter les étapes de recherche et de sélection effectuées par les clients, la représentation de services doit être enrichie des aspects liés au domaine d'application auquel les services sont dédiés, les aspects non fonctionnels (tels que la description du fournisseur et des contraintes d'exécution) et le contexte d'utilisation auquel les services s'adaptent. Le modèle de représentation de services Web proposé, appelé WSR-Model, fournit l'ensemble de ces catégories d'informations afin que les fournisseurs publient leurs services et que les clients réalisent les étapes de recherche et de sélection. Ce modèle est opérationnalisé via le système de représentation de connaissances par objets AROM qui implémente le registre de services Web, que nous nommons WSR.<br />La composition de services Web repose sur une description de la planification des services et sur l'exécution de cette planification. À ce jour, les solutions existantes ne prennent pas en compte l'évolutivité de la composition et la prise en compte de l'adaptation au contexte d'utilisation lors des phases de description et d'exécution de la composition. Nous proposons un modèle de composition de services Web, appelé ProbCWS, qui s'appuie sur les méthodes de résolution de problèmes à base de modèle de tâches. La définition de la composition est définie comme un problème à résoudre, dont les tâches de résolution de plus faible granularité sont des services Web. La plate-forme de génération d'applications adaptées, nommée GenAWS et intégrant ProbCWS, fournit aux clients un moyen de composer à la volée des applications adaptées. La mise en oeuvre de GenAWS est réalisée, entre autres, par le langage de résolution de problèmes AROMTasks, sous-jacent au système AROM.

Cette thèse étudie l'intérêt du contexte pour améliorer l'interopérabilité entre ontologies hétérogènes, d'une manière qui permette leur évolution indépendante. Lors de collaborations, les organisations échangent leurs données, qui sont décrites par des concepts définis dans des ontologies. L'objectif est d'obtenir un service d'évaluation de tels concepts, basé sur le contexte.<br />Nous proposons une méthodologie pour déterminer, modeler et utiliser le contexte. En l'appliquant, nous découvrons trois usages du contexte qui contribuent à améliorer la réconciliation d'ontologies : Nous proposons de désambiguïser les sens pragmatiques possibles des concepts en comparant les "perspectives" avec lesquelles les concepts ont été développés ; de personnaliser en considérant le contexte des agents, constitué d'une sélection pertinente parmi les domaines et tâches de l'organisation ; d'évaluer la pertinence des données associées au concept pour la tâche qui a suscité le besoin en interopérabilité.

L'exigence des soins à apporter aux patients accueillis aux urgences combinée au contexte économique impose aux établissements hospitaliers, surtout aux SAU, des décisions rapides ainsi que l'optimisation de l'emploi des ressources matérielles et humaines pour maintenir la fluidité des patients sans pour autant compromettre la qualité de soins. Nous proposons à travers ce mémoire de thèse des solutions appropriées aux services d'urgence permettant d'améliorer la prise en charge des urgences dans une vision globale intégrant l'ensemble des interactions entre les différents acteurs et entre les différents flux de patients. La première partie concerne l'analyse des problématiques de la filière des urgences dans un contexte socio-économique du système de santé français. La deuxième partie présente la modélisation et la simulation du processus de prise en charge des urgences, ainsi que deux propositions d'amélioration (Efficacité accrue du médecin et Parcours rapide) expérimentées. La troisième partie se focalise sur la gestion des lits d'hospitalisation en aval des urgences, un modèle mathématique est développé par la suite pour optimiser la planification des lits en tenant compte les flux des patient urgents et programmés. En dernier, nous étudions l'efficacité de la connaissance des disponibilités en lits d'aval au service d'urgence, et la planification des admissions en aval des urgences par le biais du couplage de méthodes de Simulation et de Recherche opérationnelle.