Ces dernières années ont vu le marché automobile évoluer de manière importante, chahuté par un ensemble de contraintes géopolitiques et environnementales nouvelles, dont la principale est la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Une des solutions à moyen terme les plus prometteuses pour répondre à ce problème est l'hybridation des groupes moto-propulseurs. La complexification des transmissions alors engendrée pose des problèmes de contrôle dont les points clés sont : la rapidité des suivis du couple à la roue, du régime moteur et de la tension de l'élément de stockage dans un cadre multivariable, le découplage de ces suivis et la robustesse de la loi de commande face à un certain nombre de perturbations identifiées et aux non-linéarités. Un outil moderne répond à ces attentes, en proposant une approche fréquentielle, qui permet donc la traduction d'un cahier des charges précis : la synthèse H1. Dans cette thèse, nous poserons tout d'abord le contexte du marché automobile actuel, et nous déterminerons un modèle générique pour un ensemble de transmissions hybrides. Deux axes seront alors étudiés indépendamment. D'une part, nous présenterons une structure de loi de commande avantageuse reprenant l'approche moteur / boîte de vitesse que l'on retrouve dans un véhicule classique. D'autre part, nous mettrons en relief le fait que le système, bien que non linéaire, peut être abordé dans le cadre des systèmes linéaires à paramètres variants (LPV). Deux approches sont alors possibles : synthétiser un correcteur linéaire invariant, ou un correcteur également LPV. Pour faire ce choix nous mettrons en place plusieurs outils d'analyse, adaptés au cadre LPV, et réaliserons des simulations significatives. Dans le but d'implanter la loi de commande choisie dans un véhicule d'essais, une architecture logicielle sera alors définie, assurant la discrétisation et la bonne initialisation du correcteur. Les résultats obtenus sur prototype montrent que les outils utilisés sont bien adaptés aux transmissions hybrides, et qu'ils permettent un réglage fin des objectifs du cahier des charges.

La stéganographie numérique est une technique récente qui a émergé comme une source importante pour la sécurité des données. Elle consiste à envoyer secrètement et de manière fiable des informations dissimulées et non pas seulement à masquer leur présence. Elle exploite les caractéristiques des fichiers médias numériques anodins, tels que l’image, le son et la vidéo,et les utilise comme support pour véhiculer des informations secrète d’une façon inaperçue. Les techniques de cryptage et de tatouage sont déjà utilisées pour résoudre les problèmes liés à la sécurité des données. Toutefois,l’évolution des tentatives d’interception et de déchiffrement des données numériques nécessitent de nouvelles techniques pour enrayer les tentatives malveillantes et d’élargir le champ des applications y associées. L’objectif principal des systèmes stéganographiques consiste à fournir de nouveaux moyens sécurisés, indétectables et imperceptibles pour dissimuler des données.La stéganographie est utilisée sous l’hypothèse qu’elle ne sera pas détectée si personne n’essaye de la découvrir. Les techniques récentes destéganographie ont déjà été employées dans diverses applications. La majorité de ces applications ont pour objectif d’assurer la confidentialité des données.D’autres par contre sont utilisées malicieusement. L’utilisation de la stéganographie à des fins criminelles, de terrorisme, d’espionnage ou de piraterie constitue une menace réelle. Ces tentatives malveillantes de communiquer secrètement ont récemment conduit les chercheurs à inclure une nouvelle branche de recherche: la stéganalyse, pour contrer les techniques stéganographique. L’objectif principal de la stéganalyse est de détecter la résence potentielle d’un message dissimulé dans un support numérique et ne considère pas nécessairement son extraction. La parole numérique constitue un terrain de prédilection pour dissimuler des données numériques. En effet, elle est présente en abondance grâce aux technologies de télécommunications fixes ou mobiles et aussi à travers divers moyens de stockage de l’audio numérique. Cette thèse étudie la stéganographie et la stéganalyse utilisant la voix numérisée comme support et vise à (1) présenter un algorithme qui répond aux exigences des systèmes stéganographiques reliées à la capacité élevée, l’indétectabilité et l’imperceptibilité des données dissimulées, (2) le contrôle de la distorsion induite par le processus de dissimulation des données (3) définir un nouveau concept de zones spectrales dans le domaine de Fourier utilisant et l’amplitude et la phase (4) introduire un nouveau algorithme de stéganalyse basé sur les techniques de compression sans pertes d’information à la fois simple et efficace. La performance de l’algorithme stéganographique est mesurée par des méthodes d’évaluation perceptuelles et statistiques. D’autre part, la performance de l’algorithme de stéganalyse est mesurée par la capacité du système à distinguer entre un signal audio pur et un signal audio stéganographié. Les résultats sont très prometteurs et montrent des compromis de performance intéressants par rapport aux méthodes connexes. Les travaux futurs incluent essentiellement le renforcement de l’algorithme de stéganalyse pour qu’il soit en mesure de détecter une faible quantité de données dissimulées. Nous planifions également l’intégration de notre algorithme de stéganographie dans certaines plateformes émergentes telles que l’iPhone. D’autres perspectives consistent à améliorer l’algorithme stéganographique pour que les données dissimulées soit résistantes au codage de la parole, au bruit et à la distorsion induits parles canaux de transmission. / Digital steganography is a young flourishing science emerged as a prominent source of data security. The primary goal of steganography is to reliably send hidden information secretly, not merely to obscure its presence. It exploits the characteristics of digital media files such as: image, audio, video, text by utilizing them as carriers to secretly communicate data. Encryption and watermarking techniques are already used to address concerns related to datasecurity. However, constantly-changing attacks on the integrity of digital data require new techniques to break the cycle of malicious attempts and expand the scope of involved applications. The main objective of steganographic systems is to provide secure, undetectable and imperceptible ways to conceal high-rate of data into digital medium. Steganography is used under the assumption that it will not be detected if no one is attempting to uncover it. Steganography techniques have found their way into various and versatile applications. Some of these applications are used for the benefit of people others are used maliciously. The threat posed by criminals, hackers, terrorists and spies using steganography is indeed real. To defeat malicious attempts when communicating secretly, researchers’ work has been lately extended toinclude a new and parallel research branch to countermeasure steganagraphy techniques called steganalysis. The main purpose of steganalysis technique is to detect the presence or not of hidden message and does not consider necessarily its successful extraction. Digital speech, in particular, constitutes a prominent source of data-hiding across novel telecommunication technologies such as covered voice-over-IP, audio conferencing, etc. This thesis investigatesdigital speech steganography and steganalysis and aims at: (1) presenting an algorithm that meets high data capacity, undetectability and imperceptibility requirements of steganographic systems, (2) controlling the distortion induced by the embedding process (3) presenting new concepts of spectral embedding areas in the Fourier domain which is applicable to magnitude and phase spectrums and (4) introducing a simple yet effective speech steganalysis algorithm based on lossless data compression techniques. The steganographic algorithm’s performance is measured by perceptual and statistical evaluation methods. On the other hand, the steganalysis algorithm’s performance is measured by how well the system can distinguish between stego- and cover-audio signals. The results are very promising and show interesting performance tradeoffs compared to related methods. Future work is based mainly on strengthening the proposed steganalysis algorithm to be able to detect small hiding capacity. As for our steganographic algorithm, we aim at integrating our steganographic in some emerging devices such as iPhone and further enhancing the capabilities of our steganographic algorithm to ensure hidden-data integrity under severe compression, noise and channel distortion.

Cette thèse propose une méthodologie de commande d'un bioréacteur fed-batch de culture E. coli. La stratégie consiste à maximiser la croissance de la bactérie, c'est-à-dire à maintenir le bioréacteur à un point de fonctionnement « optimal », caractérisé par la frontière entre les régimes oxydatif et oxydo-fermentatif. La démarche proposée comprend une première étape de modélisation mathématique et de détermination d'un modèle paramétrique simplifié. Une deuxième phase consiste en une identification paramétrique du modèle en se basant sur l'analyse de sensibilité du modèle vis-à-vis de ses paramètres. Un profil optimal d'alimentation est ensuite élaboré pour la maximisation de la croissance de la biomasse. A partir de toutes ces données, la synthèse et l'application de la commande prédictive non-linéaire au bioprocédé E. coli sont mises en œuvre. L'objectif est de réguler la concentration en acétate à une valeur faible donnée, tout en forçant le débit d'alimentation à suivre un profil de référence. La stratégie de commande proposée se base sur la transformation du problème de commande prédictive non-linéaire classique en un problème de programmation non-linéaire non contraint, résolu par des techniques de CVP. Pour une meilleure robustesse de la structure proposée, la différence entre le système et le modèle est explicitement incluse dans l'algorithme. Enfin, une étude de robustesse par une approche statistique de type Monte Carlo permet de juger de l'applicabilité de la loi de commande proposée sur le système réel. Ce travail constitue une étude préliminaire en vue d'une implantation de cette loi de commande à un bioréacteur à l'échelle du laboratoire ou industrielle

Le comportement dynamique de structures complexes, comme les alternateurs, doit être maîtrisé afin d’en garantir un fonctionnement fiable. Cependant, la modélisation comporte de nombreuses incertitudes rendant délicates la prédiction du comportement vibratoire. Ces travaux de recherche ont pour objectif de fournir des outils d’aide à la décision afin de faciliter la prise de décision rapide suite au redémarrage d’alternateurs. Basé sur la théorie info-gap, un premier outil d’aide à la décision est proposé : il a pour objectif d’évaluer la robustesse de réponses dynamiques vis-à-vis d’un modèle modal incertain. Nous avons également étudié comment de l’information nouvelle peut être intégrée au modèle d’incertitude pour améliorer sa représentativité à la réalité.Une expansion par l’erreur en relation de comportement étendue de modes propres identifiés permet ensuite d’enrichir la représentativité du modèle numérique fournissant ainsi un modèle qualifié d’hybride et permettant d’évaluer les niveaux de réponse. Comme la modélisation comporte de nombreuses méconnaissances, nous avons proposé le procédé d’expansion robuste dont l’objectif est d’obtenir des vecteurs étendus robustes. En présence de méconnaissances sévères, nous montrons enfin qu’il est préférable de calibrer un modèle en maximisant la robustesse vis-à-vis des incertitudes plutôt qu’en maximisant uniquement la fidélité vis-à-vis des données. Couplée à des techniques de réduction de modèle et de construction de méta modèles,nous appliquons cette démarche à une structure de complexité industrielle représentative du contexte industriel. / The complex structural dynamic behavior of alternator must be well understood in order to insuretheir reliable and safe operation. The numerical model is however difficult to construct mainlydue to the presence of a high level of uncertainty. The objective of this work is to providedecision support tools in order to assess the vibratory levels in operation before to restart thealternator. Based on info-gap theory, a first decision support tool is proposed: the objective hereis to assess the robustness of the dynamical response to the uncertain modal model. Based on realdata, the calibration of an info-gap model of uncertainty is also proposed in order to enhance itsfidelity to reality. Then, the extended constitutive relation error is used to expand identified modeshapes which are used to assess the vibratory levels. The robust expansion process is proposed inorder to obtain robust expanded mode shapes to parametric uncertainties. In presence of lack-ofknowledge,the trade-off between fidelity-to-data and robustness-to-uncertainties which expressesthat robustness improves as fidelity deteriorates is emphasized on an industrial structure by usingboth reduced order model and surrogate model techniques.

Cette thèse porte sur le problème de commande des systèmes non-linéaires à paramètres variants rencontrés souvent (mais non seulement) dans le domaine aéronautique, avec la technique de séquencement de gains par linéarisation. Une stratégie innovante, appelée extended - Loop Shaping Design Procedure (e-LSDP), qui facilite et systématise la tache du scientique pour le calcul d'une loi de commande séquencée pour ce type de systèmes, est ici proposée.<br />Cette stratégie est basée sur une pré-compensation (loop shaping) faite à partir des systèmes linéarisés du système non-linéaire autour d'un petit nombre de points de fonctionnement en utilisant des compensateurs de structure simple (e.g. PID), et de plus en utilisant une compensation additionnelle/corrective type retour de sortie H1 statique. Les points de fonctionnement de la deuxième compensation sont calculés à l'aide d'un algorithme de choix de points de synthèse basé sur la connexion des théories de la gap métrique et de la commande H1 par loop shaping. La loi de commande globale non-linéaire séquencée est finalement obtenue en utilisant une interpolation de tous les gains des com-pensateurs impliqués pendant la phase de synthèse.<br />La méthode proposée ici est validée sur deux exemples d'application : le pilotage autour de l'axe de tangage d'un missile fortement manœuvrant et d'un véhicule de rentrée atmosphérique. Les deux autopilotes sont testés de façon intensive en utilisant des simulations non-linéaires, une analyse Monte Carlo et linéaire à temps figé afin de démontrer leurs excellentes caractéristiques en termes de performance et de robustesse.

Cette thèse vise à améliorer le positionnement statique et la précision de suivi de trajectoire des Robots Parallèles à Câbles (RPC) tout en prenant en compte leur élasticité globale. A cet effet, deux stratégies de commandes complémentaires valables pour toute configuration de RPC sont proposées.Tout d'abord, une analyse de robustesse est réalisée pour aboutir à une commande robuste des RPC référencée modèle. Un modèle de RPC approprié est défini en fonction de l'application visée et les principales sources d'erreurs de pose de la plate-forme mobile sont identifiées.Une première méthode de commande est proposée sur la base des résultats de l'analyse de robustesse. Cette première méthode réside dans le couplage d'une commande référencée modèle d’un contrôleur PID.Dans le cadre de cette thèse, un modèle élasto-dynamique de RPC est exprimé afin de compenser le comportement oscillatoire de sa plate-forme mobile dû à l'élongation des câbles et de son comportement dynamique.La deuxième méthode de commande utilise des filtres "input-shaping" dans la commande référencée modèle proposée afin d'annuler les mouvements oscillatoires de la plate-forme mobile. Ainsi, le signal d'entrée est modifié pour que le RPC annule automatiquement les vibrations résiduelles. Les résultats théoriques obtenus sont validés expérimentalement à l'aide d'un prototype de RPC non redondant en actionnement et en configuration suspendue. Les résultats expérimentaux montrent la pertinence des stratégies de commande proposées en termes d'amélioration de la précision de suivi de trajectoire et de réduction des vibrations. / This thesis aims at improving the static positioning and trajectory tracking accuracy of Cable- Driven Parallel Robots (CDPRs) while considering their overall elasticity. Accordingly, two complementary control strategies that are valid for any CDPR configuration are proposed.First, a robustness analysis is performed to lead to a robust model-based control of CDPRs. As a result, an appropriate CDPR model is defined as a function of the targeted application and the main sources of CDPR moving-platforms pose errors are identified.A first control method is determined based on the results of the robustness analysis. This first method lies in the coupling of a model-based feed-forward control scheme for CDPR with a PID feedback controller.Here, an elasto-dynamic model of the CDPR is expressed to compensate the oscillatory motions of its moving-platform due to cable elongations and its dynamic behavior.The second control method uses input-shaping filters into the proposed model-based feed-forward control in order to cancel the oscillatory motions the movingplatform. Thus, the input signal is modified for the CDPR to self-cancel residual vibrations.Experimental validations are performed while using suspended and non-redundant CDPR prototype. The proposed feed-forward model-based control schemes are implemented, and their effectiveness is discussed.Results show the relevance of the proposed control strategies in terms of trajectory tracking accuracy improvement and vibration reduction.

Cette thèse concernant l'Automatisation du pilotage au sol pour la navigation aéroportuaire, a été réalisée par Jean Duprez dans le cadre d'un contrat CIFRE entre Airbus France et le LAAS du CNRS. Elle s'inscrit dans un ensemble de travaux d'amélioration et d'optimisation des déplacements au sol des aéronefs, concernant aussi bien les systèmes liés à la navigation sur la plate-forme aéroportuaire (détermination de la "route" à suivre), les systèmes de guidage (aide automatique au suivi de trajectoire) ou les systèmes de pilotage (fonctions et asservissements permettant le contrôle actif de l'aéronef par le pilote). L'objectif de la thèse est d'évaluer et de proposer des lois de pilotage d'un avion de transport civil facilitant ses déplacements sur la plate-forme aéroportuaire. Ces lois de pilotage permettront d'alléger la charge de travail et la complexité du pilotage de l'avion au sol, tout en utilisant de manière optimisée et transparente les différents actionneurs disponibles. Les déplacements seront alors plus sûrs et précis, et pourront être exécutés plus rapidement. Les travaux réalisés s'articulent autour de 4 points principaux : - la modélisation de l'avion au sol et des systèmes associés (moteurs, système d'orientation des roues, système de freinage, pneumatiques, etc.) ; - l'étude théorique de la commande des systèmes non-linéaires (commande au premier ordre, commande non-linéaire inverse, backstepping, commande par régime glissant) ; - l'étude d'une loi de pilotage longitudinal de l'avion au sol. Elle s'appuie sur l'utilisation du système de freinage et des moteurs pour permettre un pilotage de l'appareil en vitesse ou en accélération ; - l'étude d'une loi de pilotage latéral de l'avion au sol pour permettre le contrôle de la trajectoire (au travers de critères adaptés aux conditions opérationnelles d'utilisation de la loi) et l'utilisation de la gouverne de direction et du système d'orientation des roues avant. L'approche retenue est basée principaleme nt sur une technique d'inversion et sur la supervision des actionneurs. Elle associe à l'utilisation de ces techniques de commande certaines adaptations des lois, nécessaires à leur mise Suvre dans la pratique.