Dans les standards actuels tels que HSDPA ou LTE, des protocoles de retransmissions (ARQ: Automatic Repeat reQuest) sont utilisés conjointement au codage de canal afin de palier aux erreurs dues à l'absence ou la mauvaise de connaissance de canal à la transmission. On garantit ainsi la fiabilité du lien physique pour les couches OSI supérieures (du moins un taux d'erreur paquet faible). De tels protocoles sont appelés protocoles de retransmission hybrides (HARQ). L'objet de cette thèse est de proposer des outils permettant l'analyse et l'optimisation des systèmes de communication en présences de protocoles HARQ avec une emphase particulière sur les systèmes cognitifs.Dans la première partie, nous étudierons un système point-à-point dans lequel trois différents protocoles HARQ adaptatifs seront considérés. Dans un premier temps, nous considérerons le régime asymptotique (i.e. codes optimaux gaussiens). Nous proposerons, dans ce cas, deux optimisations possibles : la minimisation de la puissance moyenne sous la contrainte de débit moyen et la maximisation du débit moyen sous une contrainte de puissance moyenne. Nous montrerons que les Processus de Décision Markoviens (MDP) sont des outils adaptés aux problèmes d'optimisation considérés.Dans les standards actuels tels que HSDPA ou LTE, des protocoles de retransmissions (ARQ: Automatic Repeat reQuest) sont utilisés conjointement au codage de canal afin de palier aux erreurs dues à l'absence ou la mauvaise de connaissance de canal à la transmission. On garantit ainsi la fiabilité du lien physique pour les couches OSI supérieures (du moins un taux d'erreur paquet faible). De tels protocoles sont appelés protocoles de retransmission hybrides (HARQ). L'objectif de cette thèse est de proposer des outils permettant l'analyse et l'optimisation des systèmes de communication en présences de protocoles HARQ avec une emphase particulière sur les systèmes cognitifs. La radio cognitive est une approche permettant à des utilisateurs non-licenciés de communiquer dans les mêmes bandes de fréquences que des utilisateurs licenciés afin d'augmenter l'efficacité spectrale des réseaux sans fil. Les utilisateurs secondaires doivent néanmoins limiter les interférences générées sur les signaux des utilisateurs primaires. Dans ce contexte, nous étudierons les débits atteignables par un utilisateur secondaire utilisant l'observation du protocole HARQ de l'utilisateur primaire afin de contrôler son interférence. / Automatic Repeat Request protocols (ARQ) are widely implemented in current mobile wireless standards such as HSDPA and LTE. In general, ARQ protocols are combined with channel coding to overcome errors caused by the lack of channel knowledge at the transmitter side. These protocols are called Hybrid ARQ protocols (HARQ). HARQ protocols ensure a good reliability (at least a small packet error rate) of the physical layer for the OSI upper layers. The purpose of this thesis is to provide tools for the analysis and the optimization of HARQ communication systems with an emphasis on cognitive systems. Cognitive Radio (CR) is an approach aiming to increase the spectral efficiency of wireless networks. In a CR context, unlicensed users are allowed to communicate within the same frequency bands and at the same time as licensed users. Secondary users must however limit the amount of interference generated on the primary users signals. In this thesis, we consider a scenario in which the secondary user interferes a primary user employing a HARQ protocol. When the secondary user knows the state of the primary HARQ protocol, we show that a joint power and rate allocation can be performed to limit the interference.

Ce travail de thèse porte sur les micro-décisions (Comiti, Grenier & Margolinas, 1995) c’est-à-dire les décisions didactiques de l’enseignant en classe, l’objectif est de contribuer au développement d’un système informatique capable d’accompagner l’enseignant dans ses prises de décisions.Nous avons choisi d’étudier ces décisions en entrant par un savoir : la numération en cycle 2 (Tempier, 2013). Le cadre théorique retenu pour la description de ce savoir est la Théorie Anthropologique du Didactique (Chevallard, 1998) plus spécifiquement une version implémentable : T4TEL (Chaachoua, Ferraton, & Desmoulins, 2013), (Chaachoua & Bessot, 2016).Afin de modéliser l’activité du professeur au sein d’une situation didactique et de prendre en compte ses activités en dehors de cette situation nous utilisons la structuration du milieu (Margolinas, 2004). Les micro-décisions de l’enseignant sont ainsi étudiées en rapport avec son projet d’enseignement, ses observations de l’activité des élèves, ses connaissances de type épistémiques et de type histoire didactique.Notre méthode de recherche est une ingénierie didactique dont la spécificité est d’impliquer des enseignants dans les phases d’analyse et de conception. Dans le cadre de cette ingénierie nous avons conçu : (1) une simulation du matériel de numération « bûchettes » : « SimBûchettes » ; (2) une base d’exercice pour « SimBûchettes » et (3) un dispositif expérimental. Ce dispositif expérimental est composé d’un outil de simulation côté élève dont les fondements sont didactiques - « Simbûchettes » - et d’un outil d’orchestration, côté enseignant, qui lui permet de consulter et d’organiser l’activité des élèves en temps réel - instanciation du Framework Chao (Wang, 2016) pour « Simbûchettes » -. Via notre dispositif nous avons accès aux actions de l’enseignant sachant les informations consultées concernant la production de l’élève et pouvons inférer ses micro-décisions.Ce dispositif nous a permis d’observer les décisions didactiques d’un enseignant d’une classe de CE1 pendant une année scolaire et d’affiner ainsi notre modèle des micro-décisions de l’enseignant. / This thesis work deals with micro-decisions (Comiti, Grenier & Margolinas, 1995), namely teachers’ decisions in class in relation to the subject they have to teach. Our aim is to contribute to the development of a TEL (Technology Enhanced Learning) that can guide teachers in their decisions.These decisions are analyzed through a specific field: decimal number system in cycle 2 (Tempier, 2013). For the description of this field we have chosen the Anthropological Theory of Didactics (Chevallard, 1998), more specifically an implementable version: T4TEL (Chaachoua, Ferraton, & Desmoulins, 2013), (Chaachoua & Bessot, 2016).Margolinas’s model about structuring the environment (2004) is used to take into account different learning activities during a teaching session. So, teachers’ micro-decisions are studied in relation to their teaching project, their observations of pupils’ activities, their knowledge of epistemic and didactic history type.Our research method is a didactical engineering whose specificity is to involve teachers in the analysis and design stages. In this engineering we have designed (1) a simulation of counting material “counting rods”: “SimBûchettes” ; (2) a bank of exercises for “SimBûchettes” and (3) an experimental device. This device is composed of, a simulation tool whose fundations are didactic – “Simbûchettes” -, on the pupils’ side, and on the teachers’side a classroom orchestration tool which allow teachers to consult and organize pupils’ activities in real time – Chao Framework’s instantiation (Wang, 2016) for “Simbûchettes”.Via our device we have access to teachers’ actions, and we can know what information has been consulted in pupils’ work. Then we can infer the micro-decisions teachers have made.This device has allowed us to observe teachers’ decisions in a primary class (CE1, 7 years-olds) during one school year and refine our teachers’ micro-decisions model.

Les systèmes de production modernes, et notamment les systèmes agiles, revalorisent pleinement les compétences de l'homme qui devient aujourd'hui un facteur clé de la production. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l'aide que nous pourrions apporter aux opérateurs en utilisant les possibilités offertes par les nouvelles technologies, et plus particulièrement à la façon de leur fournir des informations adaptées au pilotage. En effet, le pilotage d'une unité repose sur une orchestration complexe de tâches fondée sur des informations inaccessibles du point de vue d'un opérateur. Afin de pallier ce problème, nous avons conçu un système d'assistance interactif qui s'adresse à ces opérateurs. L'objectif est de communiquer en permanence avec chaque opérateur pour lui indiquer les opérations les plus adéquates à réaliser compte tenu de l'état actuel de la production et de prendre en compte ses décisions pour optimiser le pilotage en temps réel. Ce système se veut générique tant au niveau fonctionnel qu'au niveau de son architecture de communication afin d'être implantable sur toute unité à composante humaine. <br />Nous avons donc développé un prototype générique distribuable sur plusieurs machines. Dans cette optique, nous avons d'abord mis au point une méthode basée sur la simulation permettant de greffer le système sur une unité existante et de mettre en évidence son interopérabilité. Cette étude préalable nous a conduits à adopter une architecture client-serveur de type Web. Enfin, nous avons évalué les performances du système à partir d'un environnement de test, ce qui nous a amenés à considérer les critères de sûreté du système et à introduire la notion de confiance

Cette thèse traite des approches implicites et explicites, ainsi que de leur convergence, de l'exploration d'espace d'états atteignables de circuits logiques provenant de programmes réactifs synchrones écrits en Esterel, ECL ou SyncCharts. Nos travaux visent à réduire les coûts de ces explorations à l'aide de<br />techniques génériques ou spécifiques à notre cadre de travail. Nous utilisons les résultats de ces explorations à des fins de vérification formelle de propriétés de sûreté, de génération d'automates explicites ou de génération de séquences de tests exhaustives. Nous décrivons trois outils.<br />Le premier outil est un vérificateur formel implicite, à base de Diagrammes de Décisions Binaires (BDDs). Ce vérificateur présente plusieurs techniques permettant de réduire le nombre de variables impliquées dans les calculs d'espace d'états. Nous proposons notamment l'abstraction de variables à l'aide d'une logique trivaluée. Cette nouvelle méthode étend la technique usuelle de remplacement de variables d'états par des entrées libres. Ces deux méthodes calculant des sur-approximations de l'espace d'états atteignables, nous proposons différentes techniques utilisant des informations concernant la structure du modèle et permettant de réduire la sur-approximation.<br />Le deuxième outil est un moteur d'exploration explicite, basé sur l'énumération des états accessibles.<br />Ce moteur repose sur la simulation de la propagation du courant électrique dans les portes du circuit et supporte les circuits cycliques. Ce moteur comporte de nombreuses optimisations et fait appel à différentes heuristiques visant à éviter les explosions en temps ou en espace inhérentes à cette approche, ce qui lui<br />confère de très bonnes performances. Ce moteur a été appliqué à la génération d'automates explicites et à la vérification formelle.<br />Enfin, le troisième outil est une évolution hybride implicite/explicite du moteur purement explicite. Dans cette évolution, les états sont toujours analysés individuellement mais symboliquement à l'aide de BDDs. Ce moteur a également été appliqué à la génération d'automates explicites, mais il est plutôt destiné à la vérification formelle ou la génération de séequences de tests exhaustives.<br />Nous présentons des résultats d'expérimentations de ces différentes approches sur plusieurs exemples industriels.

Les décisions de régulation de charge sur une ressource agrégée comprenant plusieurs exemplaires de même type, sont abordées dans une perspective pluridisciplinaire, conciliant aspects Humains et Automatiques. La tentative est de répondre à un besoin double d'Autonomie décisionnelle et d'Ergonomie des outils d'aide proposés aux responsables de telles décisions. Pour cela, l'approche présentée repose sur une décomposition du système décisionnel en centres, liés entre eux par des relations du type «amont-aval», les décisions prises en amont étant traduites en termes de contraintes devant être respectées par l'aval. L'originalité réside alors dans l'analyse des raisonnements, représentations mentales et mécanismes automatiques liés aux diverses marges laissées par un jeu de contraintes (délais, dates, quantités de ressource,...) pesant sur le centre de régulation: • à un niveau agrégé des décisions, il s'agira de raisonner sur des marges de charge et de capacités de ressource, en exploitant certains mécanismes automatiques de glissements, dits de vases communicants. De telles marges sont révélées par une décomposition temporelle de l'horizon en Structure Adjacente, faisant elle-même l'objet d'une première étape décisionnelle. • à un niveau plus détaillé, et compte tenu du niveau précédent, ou amont, il s'agira de raisonner sur des marges de temps, et éventuellement de séquencements et d'affectations des opérations de fabrication, en exploitant certains mécanismes automatiques de déductions et de propagations issus de l'Analyse Sous Contraintes. L'Interface Homme-Machine MARGE: Module d'Aide à la décision de Régulation, Graphique et Ergonomique, constitue une application des éléments théoriques précédents, et s'inscrit dans une démarche itérative de conception/validations ergonomiques menée avec une équipe de recherche en Psychologie du Travail

Dans les standards actuels tels que HSDPA ou LTE, des protocoles de retransmissions (ARQ: Automatic Repeat reQuest) sont utilisés conjointement au codage de canal afin de palier aux erreurs dues à l'absence ou la mauvaise de connaissance de canal à la transmission. On garantit ainsi la fiabilité du lien physique pour les couches OSI supérieures (du moins un taux d'erreur paquet faible). De tels protocoles sont appelés protocoles de retransmission hybrides (HARQ). L'objet de cette thèse est de proposer des outils permettant l'analyse et l'optimisation des systèmes de communication en présences de protocoles HARQ avec une emphase particulière sur les systèmes cognitifs.Dans la première partie, nous étudierons un système point-à-point dans lequel trois différents protocoles HARQ adaptatifs seront considérés. Dans un premier temps, nous considérerons le régime asymptotique (i.e. codes optimaux gaussiens). Nous proposerons, dans ce cas, deux optimisations possibles : la minimisation de la puissance moyenne sous la contrainte de débit moyen et la maximisation du débit moyen sous une contrainte de puissance moyenne. Nous montrerons que les Processus de Décision Markoviens (MDP) sont des outils adaptés aux problèmes d'optimisation considérés.Dans les standards actuels tels que HSDPA ou LTE, des protocoles de retransmissions (ARQ: Automatic Repeat reQuest) sont utilisés conjointement au codage de canal afin de palier aux erreurs dues à l'absence ou la mauvaise de connaissance de canal à la transmission. On garantit ainsi la fiabilité du lien physique pour les couches OSI supérieures (du moins un taux d'erreur paquet faible). De tels protocoles sont appelés protocoles de retransmission hybrides (HARQ). L'objectif de cette thèse est de proposer des outils permettant l'analyse et l'optimisation des systèmes de communication en présences de protocoles HARQ avec une emphase particulière sur les systèmes cognitifs. La radio cognitive est une approche permettant à des utilisateurs non-licenciés de communiquer dans les mêmes bandes de fréquences que des utilisateurs licenciés afin d'augmenter l'efficacité spectrale des réseaux sans fil. Les utilisateurs secondaires doivent néanmoins limiter les interférences générées sur les signaux des utilisateurs primaires. Dans ce contexte, nous étudierons les débits atteignables par un utilisateur secondaire utilisant l'observation du protocole HARQ de l'utilisateur primaire afin de contrôler son interférence.

Des décisions médicales en fin de vie sont souvent prises pour des patients inaptes. Nous avons souhaité connaître les argumentations éthiques entourant ces décisions difficiles. Notre objectif était de pouvoir comprendre et apprécier ces lignes d’argumentation. Pour atteindre cet objectif, nous avons répertorié et analysé les lignes argumentatives présentes dans des articles scientifiques, incluant les sections de correspondance et commentaires des journaux savants. Afin d’éviter que les résultats de notre analyse soient trop influencés par les caractéristiques d’un problème médical spécifique, nous avons décidé d’analyser des situations cliniques distinctes. Les sujets spécifiques étudiés sont la non-initiation du traitement antibiotique chez des patients déments souffrant de pneumonie, et l’euthanasie de nouveau-nés lourdement hypothéqués selon le protocole de Groningen. Notre analyse des lignes d’argumentation répertoriées à partir des débats entourant ces sujets spécifiques a révélé des caractéristiques communes. D’abord, les arguments avancés avaient une forte tendance à viser la normativité. Ensuite, les lignes d’argumentation répertoriées étaient principalement axées sur les patients inaptes et excluaient largement les intérêts d’autrui. Nous n’avons trouvé aucune des lignes d’argumentation à visée normative répertoriés concluante. De plus, nous avons trouvé que l’exclusion catégorique d’arguments visant l’intérêt d’autrui des considérations entrainait l’impossibilité d’ évaluer leur validité et de les exclure définitivement de l’argumentaire. Leur présence non-explicite et cachée dans les raisonnements motivant les décisions ne pouvait alors pas être exclue non plus. Pour mieux mettre en relief ces conclusions, nous avons rédigé un commentaire inspiré par les argumentaires avancés dans le contexte de l’arrêt de traitement de Terri Schiavo, patiente en état végétatif persistant. Nous pensons que l’utilisation d’un argumentaire qui viserait davantage à rendre les actions intelligibles, et sans visée normative immédiate, pourrait contribuer à une meilleure compréhension réciproque des participants au débat. Une telle argumentation nous semble aussi mieux adaptée à la complexité et l’unicité de chaque cas. Nous pensons qu’elle pourrait mieux décrire les motivations de tous les acteurs participant à la décision, et ainsi contribuer à une plus grande transparence. Cette transparence pourrait renforcer la confiance dans l’authenticité du débat, et ainsi contribuer à une meilleure légitimation de pratiques cliniques. / Medical decision making is often occurring at the end of life of inapt patients. We wished to learn about and appreciate the ethical arguments concerning these difficult decisions. Our objective was to understand and evaluate these lines of argument. To reach this objective, we have listed and analyzed lines of argument as they were presented in scientific articles, including the sections correspondence and commentary of scholarly journals. In order to avoid that our results are too much influenced by the specifics of one given clinical problem, we decided to analyze distinct clinical settings. The specific subjects studied are the non-initiation of antibiotic treatment for demented patients suffering from pneumonia, and active euthanasia of severely affected newborns following the Groningen protocol. Our analysis of the indexed lines of arguments from debates dealing with these specific subjects has revealed common characteristics. First, the issued argumentations had a strong normative tendency. Second, the indexed argumentation was principally oriented towards the patient himself, while largely excluding the interests of others. We found that none of the indexed normative lines of argument was compelling. Moreover, we found that the systematic exclusion of arguments based on the interests of others entailed the impossibility to evaluate them, and potentially to exclude them definitively from the considerations. It was thus also impossible to evaluate their potentially concealed persistence as a driving force motivating the decisions made. In order to illuminate these conclusions, we have written a commentary inspired by the lines of arguments evoked in the context of the treatment withdrawal of Terri Schiavo, a patient in persistently vegetative state. We believe that the use of lines of argument that render decisions intelligible, without however aiming at immediate normativity, could contribute to a better mutual understanding between the participants of such debates. Such argumentation also seems, in our opinion, more adapted to take the complexity and uniqueness of each single clinical case into account. We believe that such argumentation could better describe the respective motivations of the participants in the decision, and thus increase its transparency. Increased transparency would reinforce the confidence in the authenticity of the debate, and thus better legitimate clinical practice.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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.

De toutes les étapes qui constituent le processus de maintenance, l'étape de compréhension d'une application avant son évolution, et l'étape de vérification de sa progression et de sa non régression aprés évolution sont de loin les plus coûteuses. Dans cette these, je présente une approche qui diminue les coûts associés a ces deux étapes, pour des applications conçues à l'aide de composants. Dans cette approche, les liens unissant les attributs qualité d'une application et les décisions architecturales sont documentés formellement. La définition de ces liens se fait a chaque étape du cycle de vie de l'application. J'ai développé un environnement d'assistance à l'évolution, qui exploite cette documentation, pour d'une part, garantir sa mise a jour et d'autre part, notifier au développeur les effets possibles sur les exigences qualité des changements architecturaux proposés. Cette documentation forme ainsi un contrat dit d'évolution. Il s'agit d'un accord entre l'architecte de l'application et le responsable de son évolution. Le premier doit expliciter ses décisions de conception, sous la forme d'un ensemble de contraintes, afin qu'elles puissent être respectées lors du développement et de l'évolution. Le second doit respecter ce contrat afin de bénéficier d'une garantie de préservation de la qualité initialement requise. Ceci permet, principalement, de réduire les coûts associés aux tests de non-régression sur l'aspect non-fonctionnel. Cette même documentation est utilisée pour tracer toutes les décisions architecturales tout au long du processus de développement d'un logiciel. Il est possible, ainsi, de vérifier, à une étape donnée du processus, la non-altération de toutes les décisions prises dans les étapes en amont. J'ai proposé un outil permettant de transformer vers une représentation unique, puis évaluer, les contraintes définies lors des différentes étapes. Cette traçabilité des décisions a pour objectif de rendre persistants les attributs qualité qui sont à l'origine de ces décisions, à travers toutes les étapes du cycle de vie d'un logiciel.