Nous vivons aujourd'hui dans un monde de plus en plus complexe et interconnecté où de nombreuses entités, de plus en plus intelligentes, génèrent une multitude d'interactions qui peuvent contribuer à enrichir leurs capacités. Nous nous intéressons à la collaboration qui favorisera la réalisation de tâches complexes par ces machines d'aujourd'hui et de demain en stimulant ces interactions structurées et en intégrant des processus de décisions intelligents. Par ce biais, cela contribuera à améliorer leur fonctionnement et pourra participer à leur perfectionnement (meilleures connaissances de leur environnement, rapidité d'action et de décision, apport de nouvelles compétences). L'objectif principal de la thèse est donc de contribuer à la compréhension de ce qu'est la collaboration, de sa définition à sa mise en œuvre, en mettant en lumière ses concepts sous-jacents. Nous proposons une méthode d'analyse du besoin et des contraintes ainsi qu'un modèle d'architecture d'agent collaboratif (HACCA) permettant d'intégrer toutes les caractéristiques des processus collaboratifs que nous présentons. Nous présentons également une première implémentation dans la plateforme multi-agents GAMA.Dans le cadre de cette étude, nous nous intéressons à deux cas d'application d'entités mobiles : les drones et les véhicules connectés. Ainsi nous contribuons également plus largement aux besoins d'autonomie et de décision des drones, des véhicules connectés et autonomes du futur, dans un contexte temporel contraint où la qualité des interactions est primordiale pour optimiser le processus de réalisation des objectifs. / We live today in an increasingly complex and interconnected world where many entities, increasingly intelligent, generate a multitude of interactions that can contribute to enrich their capabilities.We are interested in collaboration that will enable complex tasks to be performed by these machines of today and tomorrow by stimulating these structured interactions and integrating intelligent decision-making processes. In this way, it will contribute to improve their functioning and will be able to participate in their improvement (better knowledge of their environment, speed of action and decision-making, provision of new skills).The main objective of the thesis is therefore to contribute to the understanding of what collaboration is, from its definition to its implementation, by highlighting its underlying concepts. We propose a method of analysis (needs and constraints) and a collaborative agent architecture model (HACCA) to integrate all the characteristics of the collaborative processes that we present. We are also showing a first implementation in the GAMA multi-agent platform.As part of this study, we are interested in two cases of application of mobile entities: drones and connected vehicles.Thus we also contribute more to the autonomy needs and decision-making process of drones, connected and autonomous vehicles of the future, in a constrained temporal context where the quality of interactions is essential to optimize the process of achieving objectives.

Cette thèse s’intéresse à la simulation de comportements humains en milieu urbain. Elle se focalise tout particulièrement sur la crédibilité des comportements des agents, telle que jugée par un observateur externe. Pour cela, nos agents sont dotés de capacités d’anticipation, qui leur permet de gagner en efficacité en étant capables d’utiliser des prédictions concernant leur futur proche. Par ailleurs, l’architecture d’agents utilisée se place dans le paradigme des architectures hybrides, mais fait preuve d’une grande innovation par rapport à l’état de l’art en raison de son organisation résolument modulaire, permettant une grande généricité du modèle. En effet, l’architecture fonctionne avec un système de modules de haut-niveau, étant vu comme des boîtes noires par le reste de l’architecture. Leur nombre et leur modélisation interne sont donc entièrement libres. Cette généricité est très intéressante, puisque le domaine de la simulation urbaine touche de très nombreux domaines applicatifs (urbanisme, transport, jeu vidéo, sécurité, etc.) ayant des contraintes différentes. Un modèle d’agent générique permet de s’adapter à l’application désirée. Cette généricité pose néanmoins un problème lié à l’intégration et au traitement d’un grand nombre de comportements hétérogènes au sein d’un même processus décisionnel, problème que nous traitons grâce à un mécanisme de composition de comportements. Pour finir, notre architecture permet d’assurer le passage à l’échelle en servant de plusieurs niveaux de détail dans la modélisation des agents. / This thesis deals about human behaviors simulation in an urban context. We focus on the behavior believability (as judged as external observers). That is why our agent have some anticipatory skills, which allow them to use predictions about their near future. Our architecture is a hybrid one, which is very innovative because of its functioning with « high-level modules », which are seen as black-box from the rest of the architecture. Their number and intern modeling are completely free. This makes our architecture very modular and generic, and it is important because the urban simulation domain has many different applications (urbanism, video games, security, etc.), with different constraints. However, this genericity brings another problem, which is the integration of several heterogeneous behavior into the same decisional process. This issue is addressed thanks to a behavior composition mechanism. To conclude, we ensure the scaling up of our architecture with the creation of several levels of detail in the agents modeling.

Depuis la fin des années 1980, le développement de véhicules autonomes, capables de rouler sans l'intervention d'un être humain, est un champ de recherche très actif dans la plupart des grands pays industrialisés. La diminution du nombre d'accidents, des temps de trajet plus courts, une meilleure efficacité énergétique et des besoins en infrastructure plus limités, sont autant d'effets socio-économiques espérés de leur déploiement. Des formes de coopération inter-véhicules et entre les véhicules et l'infrastructure routière sont nécessaires au fonctionnement sûr et efficace du système de transport dans sa globalité. Cette thèse s'intéresse à une forme de coopération particulière en étudiant la coordination de robots mobiles aux intersections. La majorité des systèmes de coordination existants planifie une trajectoire que les robots doivent exécuter afin d'assurer l'absence de collision. C'est une approche classique de la planification, qui est alors considérée comme un mécanisme de génération de l'action. Dans cette thèse, seules les priorités entre les véhicules sont planifiées, c'est-à-dire l'ordre relatif de passage des véhicules dans l'intersection, ce qui est bien plus faible car un grand nombre de trajectoires respectent les même priorités. Les priorités sont alors simplement utilisées comme une ressource de coordination pour guider les robots dans l'intersection. Une fois les priorités affectées, les robots suivent une loi de contrôle qui s'assure qu'elles soient bien respectées. Il en découle un système de coordination robuste, capable de gérer toute une classe d'événements imprévisibles de façon réactive, ce qui est particulièrement adapté pour une application à la coordination de véhicules autonomes aux intersections où voitures, transports en commun et piétons partagent la route. / Since the end of the 1980's, the development of self-driven autonomous vehicles is an intensive research area in most major industrial countries. Positive socio-economic potential impacts include a decrease of crashes, a reduction of travel times, energy efficiency improvements, and a reduced need of costly physical infrastructure. Some form of vehicle-to-vehicle and/or vehicle-to-infrastructure cooperation is required to ensure a safe and efficient global transportation system. This thesis deals with a particular form of cooperation by studying the problem of coordinating multiple mobile robots at an intersection area. Most of coordination systems proposed in previous work consist of planning a trajectory and to control the robots along the planned trajectory: that is the plan-as-program paradigm where planning is considered as a generative mechanism of action. The approach of the thesis is to plan priorities – the relative order of robots to go through the intersection – which is much weaker as many trajectories respect the same priorities. Then, priorities are merely used as a coordination resource to guide robots through the intersection. Once priorities are assigned, robots are controlled through a control law preserving the assigned priorities. It results in a more robust coordination system – able to handle a large class of unexpected events in a reactive manner – particularly well adapted for an application to the coordination of autonomous vehicles at intersections where cars, public transport and pedestrians share the road.

L’évolution technologique du web durant ces dernières années a favorisé l’arrivée d’environnements virtuels collaboratifs pour la modélisation 3D à grande échelle. Alors que la collaboration réunit dans un même espace partagé des utilisateurs distants géographiquement pour un objectif de collaboration commun, les ressources matérielles qu'ils apportent (calcul, stockage, 3D ...) avec leurs connaissances sont encore trop rarement utilisées et cela constitue un défi. Il s'agit en effet de proposer un système simple, performant et transparent pour les utilisateurs afin de permettre une collaboration efficace à la fois sur le volet computationnel mais aussi, bien entendu, sur l'aspect métier lié à la modélisation 3D sur le web. Pour rendre efficace le passage à l’échelle, de nombreux systèmes utilisent une architecture réseau dite "hybride", combinant client serveur et pair-à-pair. La réplication optimiste s'adapte bien aux propriétés de ces environnements répartis : la dynamicité des utilisateurs et leur nombre, le type de donnée traitées (3D) et leur taille. Cette thèse présente un modèle pour les systèmes d’édition collaborative en 3D sur le web. L'architecture cliente (3DEvent) permet de déporter les aspects métiers de la 3D au plus près de l’utilisateur sous la forme d’évènements. Cette architecture orientée événements repose sur le constat d’un fort besoin de traçabilité et d’historique sur les données 3D lors de l’assemblage d’un modèle. Cet aspect est porté intrinsèquement par le patron de conception event-sourcing. Ce modèle est complété par la définition d’un intergiciel en pair-à-pair. Sur ce dernier point, nous proposons d'utiliser la technologie WebRTC qui présente une API familière aux développeurs de services en infonuagique. Une évaluation portant sur deux études utilisateur concernant l’acceptance du modèle proposé a été menée dans le cadre de tâches d’assemblage de modèles 3D sur plusieurs groupes d’utilisateurs. / Web technologies evolutions during last decades fostered the development of collaborative virtual environments for 3D design at large scale. Despite the fact that collaborative environments gather in a same shared space geographically distant users in a common objective, the hardware ressources of their clients (calcul, storage, graphics ...) are often underused because of the challenge it represents. It is indeed a matter of offering an easy-to-use, efficient and transparent collaborative system to the user supporting both computationnal and 3D design visualisation and business logic needs in heterogeneous web environments. To scale well, numerous systems use a network architecture called "hybrid", combining both client-server and peer-to-peer. Optimistic replication is well adapted to distributed application such as 3D collaborative envionments : the dynamicity of users and their numbers, the 3D data type used and the large amount and size of it.This document presents a model for 3D web-based collaborative editing systems. This model integrates 3DEvent, an client-based architecture allowing us to bring 3D business logic closer to the user using events. Indeed, the need of traceability and history awareness is required during 3D design especially when several experts are involved during the process. This aspect is intrinsec to event-sourcing design pattern. This architecture is completed by a peer-to-peer middleware responsible for the synchronisation and the consistency of the system. To implement it, we propose to use the recent web standard API called WebRTC, close to cloud development services know by developers. To evaluate the model, two user studies were conducted on several group of users concerning its responsiveness and the acceptance by users in the frame of cooperative assembly tasks of 3D models.

Ce travail de thèse propose une méthodologie systématique d’évaluation et de comparaison des gains en émissions de CO2 de véhicules hybrides électriques de différentes architectures et intégrant différentes fonctionnalités. Une méthodologie de dimensionnement a été mise en place, elle se base sur la définition d’un cahier des charges en performances dynamiques des véhicules, la mise en place d’algorithmes de mise à l’échelle afin de générer les données des composants de la chaîne de traction (batterie, machine électrique, moteur thermique), et l’utilisation de procédures de dimensionnement du véhicule sous contrainte de minimisation des émissions de CO2. L’évaluation énergétique des différentes configurations de véhicule ainsi dimensionnées s’articule autour de la définition de différents usages du véhicule et sur l’implémentation d’une loi de gestion optimale de l’énergie de type Principe du Minimum de Pontriaguine. Ces méthodologies ont été appliquées à une architecture conventionnelle, servant de référence pour les performances dynamiques et les consommations énergétiques, et d’une architecture hybride parallèle pré-transmission, pour laquelle une configuration hybride rechargeable et une configuration hybride non rechargeable ont été implémentées. / This thesis work proposes a systematic methodology dedicated to the evaluation and comparison of CO2 emissions’ reduction for hybrid electric vehicles with different architectures and different levels of functionality. A sizing methodology has been developed, which is based on the definition of the requirements for the dynamic performances of vehicles, on the development of scaling algorithms in order to generate the dataset for the powertrain components (battery, electric motor, engine), and on the application of procedures for the sizing of a vehicle under CO2 emissions’ minimization constraint. The energy consumption evaluation of the different vehicle configurations, which were previously sized, is founded on the definition of a variety of vehicle’s type of use, as well as on the implementation of an optimal energy management strategy, the Pontryaguin’s Minimum Principle. These methodologies have been applied to a conventional vehicle architecture, which has been used as a reference for dynamic performances and energy consumption, and to a hybrid parallel pre-transmission architecture, which has been defined in two configurations, a plug-in hybrid and a non plug-in full-hybrid.