Dans un processus traditionnel de conception de produits mécaniques, l’organisation classique est la conception du produit puis son dimensionnement et enfin son optimisation. Les concepteurs prennent des risques en n’évaluant les performances du produit que dans les dernières phases du processus, et l’étape d’optimisation est bien souvent mise de côté, faute de temps ou à cause du retard pris sur les autres phases. La phase de conception préliminaire est une étape délicate car les décisions doivent y être prises dans un contexte imprécis ou peu de choses sont définies. Il n’existe pas d’outils informatiques adaptés et l’étude de plusieurs concepts multiplie les tâches routinières et les pertes de temps associées. Le concepteur prend donc des risques en réduisant le nombre de concepts développés. Le dimensionnement de produits comporte également un certain nombre de difficultés, comme un positionnement tardif dans le processus, entraînant des étapes de pré et post traitement lourdes ainsi que des simulations longues. L’analyse d’aide à la décision est prometteuse mais elle reste marginale, faute de modèles simplifiés disponibles dans les phases amont du processus de conception.Cette thèse expose la synthèse de nos travaux de recherche portant sur l’optimisation en conception de systèmes mécaniques. L’étude proposée s’intègre dans une démarche d’ingénierie hautement productive de systèmes mécaniques et comporte plusieurs facettes : conception fonctionnelle paramétrique, application d’ingénierie à base de connaissances, outils de simulation numérique et d’optimisation. Nous proposons une méthodologie permettant d’introduire au plus tôt dans le processus de conception, une étape d’optimisation couplée à des simulations d’aide à la décision, en vue d’identifier des architectures optimales inédites, présentant les meilleurs compromis vis-à-vis d’objectifs multiples relatifs au comportement mécanique. L’objectif du travail de recherche est de développer des modèles, des méthodes et des outils dédiés à la génération semi-automatique de modèles géométriques tridimensionnels multiples identifiés comme solutions les plus performantes dans un cadre de conception collaborative de produits mécaniques. Notre méthodologie est ensuite expérimentée sur plusieurs projets de conception de systèmes mécaniques relevant de la mécanique des structures, en analyses statique et dynamique. Il s’agit en particulier de la conception d’organes du véhicule de l’UTBM participant au trophée SIA. / In a traditional process of design of mechanical products, the traditional organization is the product design and the sizing and finally optimization. The designers take risks in failing to assess product performance in the final stages of the process, and the optimization step is often ignored because of time or due to delays on other phases. The preliminary design is a delicate step because decisions must be taken in a little vague or defined. There are no adequate data tools and the study of several concepts multiply routine tasks and wasted time associated. The designer is therefore taking risks by reducing the number of concepts developed. The design of products also includes a number of difficulties, such as positioning late in the process, resulting in steps of pre and post processing of heavy and long simulations. An analysis of decision support is promising but remains marginal due to lack of simplified models available in the early phases of the design process.This thesis describes the synthesis of our research on design optimization of mechanical systems. The proposed study is part of a highly productive process engineering of mechanical systems and multi-faceted: parametric functional design, application engineering knowledge base, simulation tools and optimization. We propose a methodology to introduce at the earliest in the design process, an optimization step coupled with simulations of decision support, to identify optimal architectures novel, the three best compromise vis- -vis multiple objectives related to the mechanical behavior. The objective of the research is to develop models, methods and tools dedicated to the semi-automatic generation of multi-dimensional geometric models identified as most effective solutions in a collaborative design of mechanical products. Our methodology is then tested on several projects of design of mechanical systems within the mechanical structures in static and dynamic analysis. This is especially the design of the vehicle components of the UTBM MLS participant trophy.

Ce travail, adossé au paradigme de la prise de décision en situation (Klein, Orasanu, Calderwood, & Zsambok, 1993) porte sur le processus de prise de décisions d‘entraîneurs de handball au cours du match. La situation de match, caractérisée par ses aspects dynamiques, coopératifs et compétitifs, donne une conception chaotique de ce processus (Bowes & Jones, 2006). C‘est pourquoi, son étude nécessite de mobiliser plusieurs approches et modèles théoriques (e.g., cognition collective, théorie du focus régulateur [Higgins, 1997], théorie du contrôle [Carver & Scheier, 1982], modèles de persuasion [Chaiken, 1980 ; Petty & Cacioppo, 1986], communication dialogique [Goffman, 1961], modèle de l‘activité coopérative [Hoc, 2001]). Les données, issues de situations réelles de matchs (protocoles verbaux, choix de système défensif) ou d‘entretiens (e.g., auto-confrontations avec technique de rappel stimulé) font l‘objet d‘analyses quantitatives ou qualitatives. Les résultats révèlent les connaissances procédurales des entraîneurs concernant : la gestion de l‘équipe, les informations permettant aux joueurs d‘acquérir ou de mettre à jour des structures de connaissances adaptées à la situation, et les tentatives d‘influence des arbitres. Ces connaissances procédurales sont fonction des conditions du match (notamment le rapport d‘opposition entre les deux équipes) et influencées par des connaissances sur le jeu et les caractéristiques des joueurs. Différents modes de contrôle cognitif et styles de coaching sont aussi mis en évidence. Ainsi, le processus de prise de décisions d‘entraîneurs experts possède des régularités et suit des règles génériques, des heuristiques ou patterns. / This work, based on naturalistic decision-making paradigm (Klein, Orasanu, Calderwood, & Zsambok, 1993) is focused on team sport (handball) coaches decision-making during match. The coaching activity is dynamic and chaotic (Bowes & Jones, 2006) and generated by on-going events, especially during match. Therefore, coaches decision-making studies require to use many theoretical approaches and models (e.g., team cognition, regulatory focus theory [Higgins, 1997], control theory [Carver & Scheier, 1982], persuasive models [Chaiken, 1980 ; Petty & Cacioppo, 1986], dialogic communication [Goffman, 1961], cooperative activity model [Hoc, 2001]). Data have been collected from official games (verbal protocols, defense system choices) or interviews (self-confrontation with stimulated technique recall) and analysed with quantitative and qualitative approach. Results highlight procedural knowledge concerning team management, information allowing players to acquire or update knowledge structures, and influence referee. This procedural knowledge varied depending on the game conditions and is influenced by the coach‘s deep knowledge of the game and player profiles. Results highlight also different cognitive control modes, and different coaching styles. There exist contextual factors effects on procedural knowledge and cognitive control modes. Among these factors, ratio of strength between the two teams appears especially salient. Therefore, our empirical studies show that expert coaches‘ decision-making process have some regularity and follow generic rules, heuristics or patterns

Cette thèse aborde la problématique de la génération des connaissances au cours de la phase de conception et plus particulièrement en conception collaborative. Il est proposé d'exploiter les connaissances en conception après une phase de collecte, de capture. Après une phase de capitalisation viendra une étape de réarrangement de ces connaissances. Un processus appelé "Processus d'Ingénition" est montré. Établi sur le principe de description de graphes de connaissances augmentées d'une triple instrumentation, ce processus permet une analyse originale des phases de conception d'un produit. Des applications à l'ingénierie didactique et à l'ingénierie pédagogique ont vu le jour au cours de ce travail. Les domaines de la conception collaborative de produits, de la didactique et de la gestion des connaissances sont mis en regard pour proposer une vision originale du processus de conception collaborative.

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 note de synthèse pour l'habilitation à diriger les recherches présente vingt ans de recherches sur les environnements d'apprentissage, c'est-à-dire sur les éléments délimitant les contours et les composants d'une situation au cours de laquelle il est possible « d'apprendre », de mettre en œuvre un processus de changement des conduites et/ou des connaissances. Les environnements d'apprentissage objets de ces recherches intègrent la plupart du temps des artefacts, des instruments utilisables pour l'apprentissage, sans pour autant se confondre avec ce que l'on appelle des environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH).<br />Cette note est construite autour de deux champs de problématiques : d'un côté, comprendre les environnements d'apprentissage, de l'autre les construire, ces deux champs se renvoyant l'un à l'autre dans un processus dynamique de recherche : comprendre pour construire des environnements efficaces et pertinents pour un public et un type d'apprentissage donnés ; construire pour comprendre car la pertinence d'un environnement d'apprentissage n'est démontrée que par un suivi attentif et rigoureux de ses effets, et nécessite donc expérimentation, analyse, et leçons tirées de l'expérimentation. <br />Des travaux résultant du premier champ de problématique (« comprendre »), l'auteur, après avoir fait un état des savoirs et des questions en suspens aux trois niveaux d'analyse (micro, méso, macro), aboutit à la conclusion que les environnements d'apprentissage sont à la fois : <br />- une forme matérielle, qui détermine les situations d'apprentissage possibles et conditionne les processus d'apprentissage qui s'y déroulent sous l'influence de ses dispositions spatio-temporelles, des instruments qui s'y trouvent et de leur utilisabilité ; <br />- une organisation, qui détermine les formes d'interactions possibles entre les acteurs participant aux situations d'apprentissage sous l'influence de l'environnement matériel, des règles du jeu et des normes qu'elle génère ; <br />- un « monde » caractérisé par un système de valeurs, des formes identitaires et un modèle socioéconomique particulier. <br />Pour l'auteur, la pédagogie et d'une manière générale les méthodes utilisées pour traiter les difficultés potentielles d'apprentissage (didactique) ont une influence déterminante à chaque niveau, mais se combinent avec les autres déterminants pour produire un système complexe caractéristique, l'environnement d'apprentissage. Les questions de recherche actuelles portent notamment sur cette combinatoire et l'effet de chacun de ces déterminants.<br />Les travaux du second champ de problématique (« construire »), débouchent sur l'analyse critique de plusieurs approches actuelles de l'ingénierie, notamment du fait du morcellement de leur objet d'application (contextes, compétences, connaissances, dispositif, parcours, didactique, scénario d'activité, etc.) et posent la question de leur articulation par rapport à l'objet composite et appréhendable à plusieurs niveaux qu'est un environnement d'apprentissage. <br />Une partie des approches actuelles d l'ingénierie repose sur une instrumentation. S'appuyant sur ses travaux et un état de l'art, l'auteur contribue à la réflexion sur l'instrumentation de l'ingénierie des environnements d'apprentissage, en proposant de s'appuyer sur des travaux émergents comme les « Competency Maps », les « Topic Maps », et plus largement sur les langages formels de modélisation (méthodes formelles d'ingénierie des connaissances et de scénarisation, etc.), pour proposer finalement, comme projet intégrateur des questions de recherche sur ce domaine, un projet d'instrumentation de l'ingénierie prenant en compte la dimension formation, la dimension technique et la dimension management de projet, tant dans leur forme que dans leur contenu, projet qui reposerait sur une ontologie unifiée des notions utilisées aujourd'hui dans les divers paradigmes de l'ingénierie.

La modélisation de cartes génomiques, qui sont un outil indispensable aux biologistes moléculaires, pose de nombreux problémes de représentation et de traitement. Les premiers proviennent de l'existence de plusieurs descriptions des entités du génome, les seconds de la complexité algorithmique de la construction des cartes, ajoutée à la nécessité de pouvoir traiter les incohérences issues des expériences. Ce travail s'attache dans un premier temps à préciser la notion de carte grâce à une formalisation qui spécifie comment sont construites les cartes génomiques et quelles sont les relations entre les entités qui y apparaissent. Celle-ci est ensuite implémentée dans un système de représentation de connaissances par objets. Dans un second temps, un algorithme de construction de cartes à partir de la description des relations entre les entités qui les constituent est proposé. Cet algorithme s'appuie sur des techniques de raisonnement temporel et intègre des informations aussi bien qualitatives que quantitatives. Son implémentation a été réalisée à partir d'un logiciel de raisonnement temporel et valide la généricité de la démarche qui peut profiter de tous les progrès dans ce domaine de façon quasi-immédiate. Les spécifications d'un générateur d'interfaces cartographiques sont également présentées ; à la différence des systèmes existants, ce générateur n'est pas restreint à une seule interface cartographique ad hoc mais constitue une boite à outils permettant de construire soi-même son interface cartographique personnalisée.

L'objectif de cette thèse est de proposer une analyse plus pertinente, car inscrite dans la pratique des opérateurs, du fonctionnement des relations interorganisationnelles entre fabricants et transporteurs du secteur de l'ameublement en France. Le choix d'une approche communicationnelle, traduisant notre volonté de dépasser les modèles théoriques traditionnels en promouvant une approche dynamique et processuelle, a permis de comprendre le rôle central, car organisant, de l'activité conversationnelle de ces opérateurs dans la résolution efficace d'évènements ainsi que la place essentielle des outils et des médiations symboliques. Le fonctionnement des pratiques concrètes des relations interorganisationnelles a été analysé en procédant de manière particulièrement contextualisée et en centrant l'étude sur les interactions langagières des opérateurs lors de situations de gestion.

Depuis leur apparition, les Technologies d'Information et de Communication (TIC) ont intégré et fait évoluer les modes de travail des entreprises, avec les notions de e-service, de travail collaboratif, d'organisations distribuées et de mutualisation des connaissances. Nous considérons cette intégration des TIC à la fonction maintenance, activité clé de la performance des entreprises, largement pénétrée par ces technologies avec, par exemple, les concepts de e-maintenance. Nos objectifs sont d'analyser les processus décisionnels collaboratifs et l'influence des TIC sur ceux-ci et de proposer les moyens d'évaluer les performances d'un service de maintenance supporté par les TIC. La modélisation du problème revêt un aspect multidomaine, multivue et multiacteur et l'évaluation des performances est multicritère. Nous proposons, tout d'abord, une modélisation des situations de e-maintenance en nous appuyant sur la représentation des processus et en utilisant le formalisme objet, afin de mettre en évidence les composants clés des activités de e-maintenance et l'influence des TIC. Ensuite, nous étudions les activités de décision collaborative en analysant la logique de regroupement de centres de décision, supports des décisions et nous caractérisons les ressources immatérielles engagées. Enfin, nous proposons un cadre d'évaluation des performances des activités de e-maintenance et des modèles de représentation permettant de simuler des configurations d'engagement de ces ressources et de guider les choix d'organisation afférents.

On souhaite modéliser la sémantique d'un réseau de connaissances hétérogènes mises en correspondances. On suppose que ces réseaux sont représentés par un ensemble d'ontologies reliées entre elles par des alignements d'ontologies. Dans un contexte comme le Web ou certains réseaux pair-à-pair, diverses ontologies sont accessibles mais fortement hétérogènes en termes d'expressivité et de modélisation. Aussi, les systèmes d'inférence associés peuvent être indépendants les uns des autres. Je propose une sémantique générique pour ces réseaux, tolérante à l'hétérogénéité et permettant d'exploiter des systèmes existants sans les perturber. Cette sémantique garantie par ailleurs le principe de médiation, et permet une réutilisabilité des alignements et des ontologies. J'en propose quatre applications : les ontologies modulaires ; un langage d'alignement expressif distinct du langage d'ontologies ; un opérateur de composition d'alignements ; une procédure de raisonnement distribué.

L'approche proposée traduit l'imperfection potentielle des règles en transposant, dans le domaine informatique, le concept de tolérance, classique en ingénierie. Elle s'articule autour d'un prédicat de tolérance qui permet de décider si une instance non conforme est une exception ou une erreur et d'un comportement exceptionnel du système qui assure l'intégration de l'exception et sa gestion ultérieure