Le soudage est un moyen d'assemblage très utilisé dans l'industrie. Disposer d'un logiciel de simulation permettrait d'évaluer les contraintes résiduelles et d'obtenir des informations sur la microstructure du joint de soudure, nécessaires à l'analyse de sa tenue mécanique; mais aussi d'évaluer la faisabilité du procédé pour la réalisation de pièces complexes et d'optimiser les séquences de soudage pour minimiser les défauts. Cette thèse porte sur le développement d'un outil de simulation numérique du soudage à l'arc des aciers. Après avoir décrit le contexte tant industriel que bibliographique de ce travail, nous précisons les différents modèles implémentés dans le code de calcul TransWeld (le logiciel développé au CEMEF dans le cadre de ce travail). La description des équations macroscopiques employées est suivie de leur mise en œuvre numérique. Nous abordons ensuite la théorie du remaillage adaptatif et nous décrivons les éléments essentiels de la stratégie de remaillage développée dans le cadre de cette thèse. Ensuite, nous présentons les méthodes développées pour la modélisation de l'apport de métal et de la formation du cordon de soudage. Des simulations numériques conformes aux essais sont réalisées. L'analyse comparative entre résultats expérimentaux et numériques permet de juger de l'aptitude du code de calcul à prédire l'état thermomécanique et métallurgique de la structure soudée. Les limitations de notre modélisation et les phénomènes qu'elle a permis de mettre en évidence sont enfin discutés et permettent de définir quelques orientations intéressantes pour les développement futur de cette modélisation.

Ce travail de thèse propose des solutions pour la commande de systèmes non linéaires incertains en se basant sur la théorie des modes glissants. Ce mémoire présente la théorie des modes glissants et des modes glissants d'ordre supérieur, en distinguant des notions souvent confondues, comme les commandes équivalente et nominale, ou les modes glissants d'ordre supérieur idéal et réel. Une preuve originale de la convergence de l'algorithme du super twisting est également présentée. Une commande par modes glissants à amplitude adaptative a été proposée dans le but de pour réduire le chattering. Elle a été testée sur le banc d'essais d'actionneur électropneumatique de l'IRCCyN, dont les modèles de simulation et de synthèse sont exposés. L'autre théorie présentée dans ce mémoire est celle de la commande à temps minimal pour des systèmes parfaitement connu. Des algorithmes de calcul de la surface de commutation à temps minimal sont présentés. Un lien est fait avec la théorie de la commande par modes glissants d'ordre supérieur. Le résultat est une commande ayant la robustesse et la précision asymptotique des modes glissants d'ordre supérieur et la vitesse de convergence héritée de la commande à temps minimal. Une solution au problème du chattering, spécialement délicat pour cette commande, est également proposée.

Cette thèse s'intéresse à la problématique de l'adaptation automatique de services dans ledomaine de l'intelligence ambiante. L'étude de la littérature montre que la sensibilité aucontexte est devenue un élément central pour la conception et la mise en place de servicesadaptatifs. Cependant, sa prise en compte se limite généralement à des descriptionsélémentaires de situations ou à des modèles prédéfinis. Afin de permettre une adaptation auxchangements d'habitudes des utilisateurs, à la dynamique de l'environnement et àl'hétérogénéité des sources de perception, nous proposons des mécanismes de découverte decontexte et de situations déclencheurs d'adaptation. Ces mécanismes s'appuient sur destechniques de fouille de données et sont intégrés au sein d'une architecture d'adaptationautomatique de services. Ces travaux ont été réalisés et appliqués à des projets d'intelligenceambiante pour de l'assistance à des personnes et plus particulièrement dans le cadre du projetITEA- MIDAS.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les systèmes modernes subissent des pressions pour s'adapter à leur environnement en constante évolution afin de rester utiles. Traditionnellement, cette adaptation a été gérée lors des temps morts du système. il y a une demande croissante d'automatiser ce processus et de le réaliser pendant le fonctionnement du système. Les systèmes auto-adaptatifs ont été introduits en tant que réalisation de systèmes s'adaptant en permanence. Les systèmes auto-adaptatifs peuvent modifier au moment de l'exécution leur comportement et / ou leur structure en fonction de leur perception de l'environnement, du système lui-même et de leurs exigences. L'objectif de ce travail est de réaliser l'auto-configuration, une propriété essentielle et essentielle des systèmes auto-adaptatifs. L'auto-configuration est la capacité de reconfiguration automatique et dynamique en réponse aux changements. Cela peut inclure l’installation, l’intégration, le retrait et la composition / décomposition d’éléments du système.Cette thèse présente le framework Dr-BIP, une extension du framework BIP pour la modélisation de systèmes à configuration automatique qui repose sur une approche basée sur un modèle et basée sur des composants et des connecteurs pour prescrire des systèmes. La combinaison de ces deux approches exploite les avantages de chacune d’elles, faisant de leur combinaison une méthodologie idéale pour la réalisation de systèmes complexes à configuration automatique.Un modèle de système Dr-BIP est un modèle d'exécution qui capture le système en cours d'exécution à trois niveaux d'abstraction différents, à savoir les variantes de comportement, de configuration et de configuration. La configuration du système est capturée par le composant et les connecteurs. Dans un système de composants et de connecteurs, la configuration automatique peut avoir trois niveaux de granularité différents, notamment la possibilité d'ajouter ou de supprimer des connecteurs, d'ajouter ou de supprimer des composants et d'ajouter ou de supprimer des sous-systèmes. Dr-BIP prend en charge l'ajout et le retrait explicites de composants et de sous-systèmes, mais l'ajout et le retrait implicites de connecteurs. Le principal avantage de compter sur une addition et une suppression implicites de connecteurs est la possibilité de garantir, par la construction, des topologies de configuration spécifiques.Pour capturer les trois niveaux d'abstraction, nous introduisons des motifs en tant que structures principales pour prescrire un système Dr-BIP à configuration automatique. Un motif définit un ensemble de composants qui évoluent en fonction de règles d'interaction et de reconfiguration. Un système est composé de plusieurs motifs pouvant éventuellement partager des composants et évoluer ensemble. Les règles d'interaction dictent la manière dont les composants composant le système peuvent interagir, tandis que les règles de reconfiguration dictent l'évolution de la configuration du système. Enfin, nous montrons que le cadre proposé est à la fois minimal et expressif en modélisant quatre systèmes différents à configuration automatique. Enfin, nous proposons un langage de modélisation pour codifier les concepts du cadre et fournir une implémentation d’interprète. / Modern systems are pressured to adapt in response to their constantly changing environment to remain useful. Traditionally, this adaptation has been handled at down times of the system. there is an increased demand to automate this process and achieve it whilst the system is running. Self-adaptive systems were introduced as a realization of continuously adapting systems. Self-adaptive systems are able to modify at runtime their behavior and/or structure in response to their perception of the environment, the system itself, and their requirements. The focus of this work is on realizing self-configuration, a key and essential property of self-adaptive systems. Self-configuration is the capability of reconfiguring automatically and dynamically in response to changes. This may include installing, integrating, removing and composing/decomposing system elements.This thesis introduces the Dr-BIP framework, an extension of the BIP framework for modeling self-configuring systems that relies on a model-based and component & connector approach to prescribe systems. The combination of both of these approaches exploits the benefits of each, making their combination an ideal methodology to realize complex self-configuring systems.A Dr-BIP system model is a runtime model which captures the running system at three different levels of abstraction namely behavior, configuration, and configuration variants. The system's configuration is captured by component and connectors. In a component and connector system, self-configuration can have three different levels of granularity which includes the ability to add or remove connectors, add or remove components, and add or remove subsystems. Dr-BIP supports explicit addition and removal of both components and subsystems, but implicit addition and removal of connectors. The main advantage of relying on an implicit addition and removal of connectors is the ability to guarantee by construction specific configuration topologies.To capture the three levels of abstraction, we introduce motifs as primary structures to prescribe a self-configuring Dr-BIP system. A motif defines a set of components that evolve according to interaction and reconfiguration rules. A system is composed of multiple motifs that possibly share components and evolve together. Interaction rules dictate how components composing the system can interact and reconfiguration rules dictate how the system configuration can evolve over time. Finally, we show that the proposed framework is both minimal and expressive by modeling four different self-configuring systems. Last but not least, we propose a modeling language to codify the framework concepts and provision an interpreter implementation.

Le cancer du sujet âgé est un réel problème de santé publique. L’incidence du cancer augmentant avec l’âge couplée au vieillissement général de la population font que plus de la moitié des tumeurs diagnostiquées aujourd’hui le sont chez des patients de plus de 65 ans. Cependant, cette population hétérogène a longtemps été exclue des essais cliniques et le manque de données prospectives rend difficile la prise en charge de ces patients. Plusieurs publications soulignent l’importance et la complexité de réaliser des essais cliniques dans cette population. Les schémas classiques ne prenant pas en compte l’hétérogénéité, les essais de phase II spécifiques aux sujets âgés sont rares et généralement stratifiés en sous-groupes définis selon un critère gériatrique ce qui augmente le nombre de patients à inclure et donc diminue la faisabilité. L’objectif de cette thèse est de présenter, comparer et développer des schémas de phase II adaptatifs stratifiés permettant de prendre en compte l’hétérogénéité de la population âgée. L’utilisation de ce type d’approche permet de réduire le nombre de patients à inclure tout en maintenant la puissance statistique et en contrôlant le risque d’erreur de type I. Ce qui implique une diminution du coût et de la durée de l’étude et donc une augmentation de la faisabilité. Afin d’améliorer l’efficacité de la recherche clinique en oncogériatrie, il est donc primordial d’utiliser des schémas adaptatifs stratifiés prenant en compte l’hétérogénéité de la population et permettant d’identifier un sous-groupe d’intérêt susceptible de pouvoir bénéficier (ou non) de la nouvelle thérapeutique. / Elderly cancer is a real public health problem. With the overall aging population and the increased incidence of cancer, more than half of all tumors diagnosed today are in patients aged 65 years or older. However, this heterogeneous population has long been excluded from clinical trials and the lack from prospective data makes it difficult managing these patients. Many publications highlight the importance and the complexity of conducting clinical trials in this population. As classical phase II designs do not take into account the heterogeneity, elderly specific phase II clinical trials are very uncommon and generally conducted in specific subgroups defined by geriatric criteria which increases the number of patients to be included and thus reduces the feasibility. The objective of this thesis is to present, compare and develop stratified adaptive designs that address the heterogeneity of the elderly population. The use of this methodology can minimize the number of patients to be included while maintaining statistical power and controlling the type I error risk. This implies a reduction in the cost and duration of the study and thus increases the feasibility. In order to improve the efficiency of clinical research in geriatric oncology, it is essential to use stratified adaptive designs that take into account the heterogeneity of the population and make it possible to identify a subgroup of interest that might benefit (or not) from the new therapeutic.

Les problèmes d'optimisation continue sont nombreux, en économie, en traitement de signal, en réseaux de neurones, etc. L'une des solutions les plus connues et les plus employées est l'algorithme évolutionnaire, métaheuristique basée sur les théories de l'évolution qui emprunte des mécanismes stochastiques et qui a surtout montré de bonnes performances dans la résolution des problèmes d'optimisation continue. L’utilisation de cette famille d'algorithmes est très populaire, malgré les nombreuses difficultés qui peuvent être rencontrées lors de leur conception. En effet, ces algorithmes ont plusieurs paramètres à régler et plusieurs opérateurs à fixer en fonction des problèmes à résoudre. Dans la littérature, on trouve pléthore d'opérateurs décrits, et il devient compliqué pour l'utilisateur de savoir lesquels sélectionner afin d'avoir le meilleur résultat possible. Dans ce contexte, cette thèse avait pour objectif principal de proposer des méthodes permettant de remédier à ces problèmes sans pour autant détériorer les performances de ces algorithmes. Ainsi nous proposons deux algorithmes :- une méthode basée sur le maximum a posteriori qui utilise les probabilités de diversité afin de sélectionner les opérateurs à appliquer, et qui remet ce choix régulièrement en jeu,- une méthode basée sur un graphe dynamique d'opérateurs représentant les probabilités de passages entre les opérateurs, et en s'appuyant sur un modèle de la fonction objectif construit par un réseau de neurones pour mettre régulièrement à jour ces probabilités. Ces deux méthodes sont détaillées, ainsi qu'analysées via un benchmark d'optimisation continue / The problems of continuous optimization are numerous, in economics, in signal processing, in neural networks, and so on. One of the best-known and most widely used solutions is the evolutionary algorithm, a metaheuristic algorithm based on evolutionary theories that borrows stochastic mechanisms and has shown good performance in solving problems of continuous optimization. The use of this family of algorithms is very popular, despite the many difficulties that can be encountered in their design. Indeed, these algorithms have several parameters to adjust and a lot of operators to set according to the problems to solve. In the literature, we find a plethora of operators described, and it becomes complicated for the user to know which one to select in order to have the best possible result. In this context, this thesis has the main objective to propose methods to solve the problems raised without deteriorating the performance of these algorithms. Thus we propose two algorithms:- a method based on the maximum a posteriori that uses diversity probabilities for the operators to apply, and which puts this choice regularly in play,- a method based on a dynamic graph of operators representing the probabilities of transitions between operators, and relying on a model of the objective function built by a neural network to regularly update these probabilities. These two methods are detailed, as well as analyzed via a continuous optimization benchmark

La capacité de persistance d’une population face à un changement environnemental stressant est une question complexe à l’interface entre l’écologie et l’évolution. Le processus par lequel une population échappe à l’extinction en s’adaptant aux nouvelles conditions environnementales stressantes est nommé sauvetage évolutif. Ce cas particulier de dynamique éco-évolutive est de plus en plus étudié autant théoriquement, qu’expérimentalement, entre autres dans le contexte des changements environnementaux d’origines anthropiques. Cependant, les études modélisant ce processus négligent les interactions entre génotypes et environnements impactant le potentiel évolutif des populations faisant aux changements environnementaux. Dans le cadre de cette thèse, j’ai développé des modèles intégrant ces interactions. Pour cela, j’ai modélisé le processus de sauvetage évolutif de populations à reproduction asexuée, face à des changements environnementaux abruptes, en utilisant le paysage adaptatif de Fisher (modèle géométrique de Fisher (1930)). Ce paysage nous a permis de modéliser ces interactions génotypes-environnement et leur impact sur la proportion de mutations pouvant sauver une population. A travers deux modèles, considérant soit le sauvetage d’une population par une mutation d’effet fort, soit par un grand nombre de mutations d’effets faibles, nous avons pu dégager des prédictions pour la probabilité de sauvetage évolutif en fonction des conditions environnementales et des caractéristiques de l’organisme étudié. Ces modèles peuvent être paramétrés sur des données d’évolution expérimentale et leurs prédictions comparées à des données de traitement antibiotiques visant des pathogènes asexués. Au-delà du sauvetage évolutif, les modèles développés nous ont également permis d’établir des outils permettant de modéliser d’autres dynamiques éco-évolutives, intégrant des interactions génotype-environnement et leurs effets sur la distribution d’effets des mutations. / The persistence ability of a population facing a stressing environmental change is a complex question at the connection between ecology and evolution. The process by which a population avoid extinction by adapting to the new stressing environmental conditions is termed evolutionary rescue. This particular case of eco-evolutionary dynamic is increasingly investigated both theoretically and experimentally, among other things in the context of the environmental changes from human activity. However, the studies modelling this process neglect the interactions between genotypes and environments impacting the evolutionary potential of the populations facing environmental changes. In the context of this thesis, I developed models integrating these interactions. To this end, I modelled the process of evolutionary rescue in asexual populations, facing abrupt environmental changes, using the adaptive landscape of Fisher (Fisher’s geometric model (1930)). This landscape allowed us to model the genotypes-environments interactions and their impact on the proportion of mutations able to save a population. Using two models, considering either the rescue of a population by a mutation of strong effect, either by a large number of mutation of small effect, we derived predictions for the probability of evolutionary rescue, which depends on the environmental conditions and the characteristics of the studied organism. These models can be parametrized on data from evolutionary experiments and their predictions compared to data of antibiotic treatments aiming on asexual pathogens. Beyond evolutionary rescue, the models developed in this thesis also gave tools to model other eco-evolutionary dynamics, integrating genotype-environment interactions and their effects on the distribution of mutations effects.

Dans ce mémoire de thèse, nous présentons la conception, l'analyse de la stabilité, les simulations numériques et aussi les résultats des expérimentes concernant différents contrôleurs de vitesse mécanique du moteur à réluctance variable (MRV).Dans les deux premiers chapitres une brève description de la physique et de la construction du MRV est présenté ainsi que le problème du contrôle d'être abordé, c'est la commande de vitesse sans capteur. Il est aussi présenté l'état de l'art de ce problème et certains des solutions proposées dans d'autres travaux. On propose notre solution et on présente un petit résumé des articles scientifiques qui ont été publiés dans des magazines et des conférences.Dans le chapitre numéro trois est présenté le design du contrôleur adaptatif et sans capteur du MRV. On suppose, dans une première étape que seule la vitesse mécanique est inconnue et la stabilité exponentielle uniforme des erreurs de suivement est obtenue. Dans une deuxième étape, les conditions d'opération sont aggravées et, en plus de la vitesse, les paramètres physiques sont également supposées inconnues, la stabilité asymptotique uniforme est obtenue dans ce cas. L'estimation des paramètres du MRV est garantie grâce à la condition de persistance d'excitation. Cette commande se compose de deux boucles, une boucle interne basée sur un contrôleur de type PI2D qui est particulièrement intéressant parce qu'il est libre de modèle; cette boucle entraîne les variables mécaniques -la position et la vitesse- vers une référence désirée. Une deuxième boucle de contrôle externe prend le courant électrique vers un ' "courant de référence virtuelle" qui est généré sur la base d'une approche de partage de couple. Le contrôleur propose est testé au niveau de simulations numériques qui sont également présentés.Dans le quatrième chapitre, une nouvelle approche de modélisation du MRV est utilisée pour concevoir le contrôleur. Dans ce scénario, on suppose que l'ensemble de l'état et tous les paramètres physiques sont disponibles, cette approche est pensée pour être adapté au contrôleur basé sur observateur, recherche qui est en cours de développement. Le contrôleur est composé de deux boucles, également que celui qui a été mentionné précédemment. Ce contrôleur est sélectionné parce qu'il est approprié pour le contrôle d'équivalence vraie, qui il s'agit de remplacer les «mesures physiques» provenant d'un capteur par les «observations» provenant d'un observateur. La mise en oeuvre numérique est effectuée sur Simulink de Matlab.Enfin, dans le chapitre cinq, les résultats expérimentaux qui ont été effectués pour évaluer la performance des contrôleurs proposés -ce sont les PI2D et adaptatif PI2D pour le modèle simplifie ainsi que le PID pour le nouveau approche de modélisation- sont présentés. Dans la première partie, une brève description de la construction du banc de tests utilisé est présenté ainsi que quelques-unes caractéristiques techniques. Trois différentes profils de vitesse sont imposées à chacun des contrôleurs proposés -ce sont la tangente hyperbolique, la rampe saturée et la référence sinusoïdal- et de bonnes résultats sont obtenus en considérant que la variable contrôlée est la vitesse. Le dernier chapitre correspond aux conclusions de la recherche effectuée ainsi qu'aux travaux futurs. / In this thesis dissertation we present the design, stability analysis, numerical simulations and physical experiments of different controllers designed to drive the mechanical velocity of the switched reluctance motor (SRM). In the First and Second Chapters a brief description of the physics and construction of the SRM is presented, as well as the problem of control to be aboard, that is the velocity sensorless control of motors and the state of the art of this problem. The proposed solution is introduced and a summary of the published papers as well as the contribution are also presented.In the Chapter number three is presented the velocity sensorless and adaptive control of the SRM. It is assumed, in a first stage, that only mechanical velocity is unknown, uniform exponential stability of the errors is achieved in this scenario. In a second stage, conditions are stressed and in addition to the velocity, physical parameters are also assumed unknown, uniform asymptotical stability is achieved in this case and parameters estimation is guaranteed under a persistence of excitation condition. This controller consists of two loops, an internal loop based on a PI2D–type controller which is of particular interest given it is free-model; this loop drives the mechanical variables –that is position and velocity- towards a desired reference. An external control loop takes the electrical current towards a ‘’virtual” current reference which is generated based on a torque share approach. The controller is tested on numerical simulations, which are also presented.In the fourth chapter, a new approach on the modeling of the SRM is utilized to design the controller, in this scenario is assumed that the whole state and all the physical parameters are available, however this approach is thought to be suitable to observer based controller, whose ongoing research is being performed. The controller is composed by two loops, similarly to the one mentioned previously. This controller is selected because it is suitable for certainty equivalence control, that is, to substitute the “measurements” by the “observations” coming from a virtual sensor. Numerical implementation is performed on Simulink of Matlab.Finally, in the Chapter five, the experimental results carried out to evaluate the performance of the proposed controllers are presented, these are the PI2D and the adaptive PI2D controllers for the simplified model and the $PID$ controller for the novel modeling approach. In the first part, a brief description of the construction of the utilized bench is presented as well as the some technical characteristics. Three different velocity profiles were imposed to each of the overmentioned controllers –these are the so called smooth step, the saturated ramp and the sinusoidal reference- and good results, considering that the controlled variable is the velocity, were obtained. The last chapter corresponds to the conclusions of the performed research as well as to the future work.