Les travaux de thèse décrits dans ce manuscrit s’intéressent à la modélisation et lecontrôle de procédés cryogéniques associés à un LINAC supraconducteur. Les élémentsconstituants le système cryogénique du LINAC (cryomodules, vannes, tuyaux,...) sontmodélisés sous forme d’objets inter-connectables. Ces mêmes objets sont utilisés pourmodéliser le système cryogénique de l’accélérateur SPIRAL2. La justesse de ces modèlesest évaluée à travers des comparaisons entre simulations non-linéaires et mesures expérimentales.Une fois la capacité de prédiction des modèles validée, ces derniers sont utiliséspour synthétiser des lois de commande. Tout particulièrement, une commande linéairequadratique ainsi qu’un filtre de Kalman étendu ont été réalisés pour les cryomodulesde SPIRAL2. Enfin, la réalisation d’une commande hiérarchisée appliquée au cas d’unréfrigérateur cryogénique est étudiée. Une méthode est proposée pour le contrôle de plusieurssous-systèmes inter-connectés et régulés par des contrôleurs PID, LQ et MPC. / The thesis works describe in this manuscript deal with the modelling and the control ofLINAC cryogenic process. The components of the LINAC cryogenic system (cryomodule,valves, pipes,...) are modeled as interconnectable objects. Those same objects are usedto model the SPIRAL2 cryogenic system. The model trueness is evaluated through comparisonbetween experimental and simulated data. Once the model prediction capabilityhas been validated, the models are used to synthetized control laws. More specifically, alinear quadratic command and an extended Kalman filter has been realized for the SPIRAL2cryomodule. Finally, a hierarchical control for a cryogenic refrigerator has beenstudied. A method is proposed for the control of multiple interconnected subsystemsregulated through PID, LQ and MPC controllers.

Un grand défi pour les personnages virtuels est de pouvoir interagir avec des opérateurs humains en effectuant des tâches dans des environnements virtuels physiquement réalistes. Cette thèse s'intéresse particulièrement à l'interaction avec des opérateurs faiblement immergés, c'est-à-dire avec des opérateurs disposant du minimum d'équipement nécessaire à l'interaction, par exemple, une simple capture de mouvement des mains. Cela implique de doter le personnage virtuel de la capacité d'ajuster ses postures de manière autonome, d'accomplir les tâches requises par l'opérateur en temps réel en tâchant de suivre au mieux ses mouvements, tout en gérant de manière autonome les multiples contraintes dues aux interactions avec l'environnement virtuel. Cette thèse présente un système de contrôle hybride original qui permet de réaliser un personnage virtuel interactif avec certains niveaux de l'autonomie. Une approche d'optimisation de posture est proposée, permettant au personnage virtuel de chercher des postures optimales et robustes. Un cadre de contrôle multi-objectif est développé, pouvant gérer plusieurs objectifs de tâches et de multiples contacts. Il permet au personnage d'effectuer les tâches de suivi de mouvement et les tâches de manipulation d'objets dans un environnement virtuel physiquement réaliste, tout en interagissant avec un opérateur en temps réel. Une méthode de type "wrench-bound" est développée. Il s'agit d'une nouvelle approche de contrôle hiérarchisé comportant différents niveaux de priorité, permettant d'imposer des contraintes d'inégalité sur la tâche de haute priorité, tout en assurant la passivité du système pour garantir la stabilité des opérations.