Les systèmes de production sont devenus des systèmes de grande échelle dont la complexité est accentuée par des contextes marqués de plus en plus par le changement. La capacité des systèmes a répondre au changement – appelée également changea-bilité – est reconnue comme étant une propriété essentielle pour leur cycle de vie, aussi bien dans le domaine des systèmes de production que dans le domaine de la conception en ingénierie. Au regard de la complexité des systèmes de production changeables, la méthodologie proposée par cette thèse a pour objectif de supporter la change-abilité dans la conception en souscrivant au domaine de l’ingénierie des systèmes. La première contribution est un formalisme pour la modélisation des systèmes changeables étayé d’après les principes de la conception systémique. Les concepts de flexibilité et de reconfigurabilité ne sont ici pas limités à des composants organiques du système, mais englobent l’ensemble des artefacts d’ingénierie dans le domaine du problème (exigences) et le domaine de la solution (blocs structurels). La deuxième contribution est une méthodologie pour la conception et la gestion des systèmes changeables. Elle repose sur un modèle du cycle de vie des systèmes changeables où des phases de conception des capacités de change-abilité du système s’alternent avec des phases de reconception tirant bénéfice de ces capacités existantes. Ces processus complémentaires garantissent la cohérence entre les décisions de conception pour intégrer et réutiliser des capacités de change-abilité, augmentant alors leurs potentiels tout au long du cycle de vie des systèmes complexes. Les concepts et les méthodologies développés ont été validés par des projets de conception de systèmes de production chez un équipementier automobile. Enfin, des développements possibles d’outils d’aide à la conception supportant la méthodologie proposée sont discutés. / Manufacturing systems have become large scale systems with increasing complexity particularly magnified by highly changing contexts. The system’s ability to cope with change (i.e. changeability) is recognized as a critical lifecycle property in the manufacturing system and engineering design domains. Given the complexity of changeable manufacturing systems, the proposed methodology of this dissertation aims to support design of changeability in subscribing to the domain of system engineering. The first contribution is a formalism for modeling changeability in a systemic way. Flexibility and reconfigurability paradigms are not limited to physical components of the system, but to the overall system architecture that encompasses all engineering artifacts relating to the designed system in both the requirements and physical solution domains. The second contribution is the methodology for the design and the management of changeability. The methodology utilizes a lifecycle model for changeable systems, in which design for changeability phases alternate with re-design phases that embrace and benefit from the existing changeability capabilities. These complementary processes allow a better consistency between design decisions to embed and reuse changeability, increasing changeability potential during the lifecycle of complex systems. The developed concepts and methodologies are validated in manufacturing system design projects from an automotive supplier. Finally, perspectives on design tools assisting the proposed methodology are discussed.

Un des fondements de l’Ingénierie Système réside dans la compréhension et la formulation des exigences de différentes parties prenantes pour mieux maîtriser et contrôler la complexité du système à concevoir. L’évaluation des performances du système nécessite par ailleurs la prise en compte des expertises interdisciplinaires qui peuvent être incertaines, voire incomplètes. La prise en compte des interdépendances entre plusieurs domaines d’activité dans la conception et le déploiement d’un système de mobilité urbaine durable est un bon exemple, qui reflète la problématique de l’élicitation des connaissances pluridisciplinaires, puis de leur utilisation dans la définition d’une architecture distribuée. Le renouveau de la mobilité urbaine a en effet fait émerger des alternatives aux déplacements habituels, faisant place à la mobilité douce, à l’usage raisonnée des véhicules personnels, à la multimodalité et à l’inter-mobilité. Dans ce contexte, la convergence tend à s’opérer vers des plateformes numériques offrant des services variés, à la demande, adaptés aux besoins immédiats des usagers. Ces services sont généralement développés par des acteurs du secteur privé qui détiennent à la fois l’expertise et la technologie pour les déployer. Il s’agit donc, pour les pouvoirs publics considérés comme organe de contrôle et de régulation de la mobilité, de définir quelles infrastructures et quels services offrir et selon quelles modalités. Le travail de recherche effectué dans cette thèse vise à proposer puis valider, une démarche générale pour accompagner les décideurs des villes dans la conception et la mise en place des solutions de mobilité du futur. Un cadre méthodologique prenant en compte l’aide au choix de politiques et de partenaires cibles a pour cela été proposé, basé sur une méthode d’analyse multicritère, dans un cadre de décision collective et sous incertitude. Un méta-modèle d’un système de mobilité durable a ensuite été élaboré, à partir des connaissances élicitées d’un ensemble de standards et référentiels, de même qu’une architecture distribuée du système. Afin d’étudier la faisabilité de l’implémentation de cette architecture, en considérant le point de vue de l’aide à la décision, une roadmap de mise en œuvre a enfin été proposée, basée sur un système de recommandations visant à optimiser la réalisation de projets de mobilité nouveaux / One basics of System Engineering consists in understanding and formalizing the requirements ofdifferent stakeholders in order to better control and handle the complexity of the system to bedesigned. The evaluation of the system's performance also requires taking into accountinterdisciplinary expertise, which may be uncertain or ill-known. The consideration ofinterdependencies among several fields of activity in the design and deployment of a sustainableurban mobility system is a good example, which reflects the issue of the elicitation ofmultidisciplinary knowledge, then its use in the definition of a distributed architecture. The renewalof urban mobility has indeed given rise to alternatives to the usual forms of travel, leading to softmobility, rational use of personal vehicles, multi-modality and inter-mobility. In such a context,convergence is tending towards digital platforms offering various services, on demand adapted tothe immediate needs of end-users. These services are usually developed by private companieswho have both the expertise and the technology to deploy them. It is therefore a matter for thepublic authorities, considered as a regulating and controlling organism of the urban mobility, todefine which infrastructures and which services to offer and under which conditions. The presentresearch work aims at proposing and validating a general method to assist city decision-makers inthe design and implementation of mobility solutions for the future. A methodological frameworktaking into account a support in the choice of targeted policies and partners was proposed for thispurpose, based on a multi-criteria analysis method, within a group decision-making framework andunder uncertainty. A meta-model of a sustainable mobility system was then elaborated, based onthe knowledge elicited from a set of standards, as well as a distributed architecture of the system.In order to study the feasibility of implementing this architecture, from a decision support point ofview, a deployment roadmap was finally proposed, based on a system of recommendationsaiming at optimizing the implementation of new mobility projects.

Les travaux de cette thèse concernent la gestion de connaissances au sein des processus techniques d'Ingénierie Système (IS). Ces processus peuvent être considérés comme un espace de création continue de connaissances faisant appel à des savoir-faire multi-métiers et produisant de nombreux « artefacts », allant des spécifications aux composants logiciels et matériels jusqu'au système lui-même, et présentant des degrés très divers de formalisation. A ces éléments, il convient d'ajouter les alternatives de solutions et les justifications de décisions, pour constituer, au final, un ensemble der connaissances métiers implicites aujourd'hui très peu valorisées dans les organisations, et que ces dernières cherchent actuellement à réutiliser au mieux au cours de projets ultérieurs. Pour fournir des éléments de réponse à cette problématique nous proposons un cadre ontologique générique dédié à la modélisation formelle et consensuelle des savoir-faire métiers de l'IS. Nous analysons ensuite l'application de ce cadre à la description des expériences de projets d'ingénierie que nous dénommons Connaissances Métiers Situées (CMS). Pour gérer ces expériences nous proposons d'une part, un modèle de capitalisation de CMS sous forme d'annotations sémantiques des dimensions situation, but, choix et décisions d'ingénierie. Et d'autre part, un modèle de partage de CMS suggérant les expériences potentiellement utiles au cours de projets ultérieurs. Les propositions conceptuelles de cette thèse ont été opérationnalisées à l'aide du formalisme des Graphes Conceptuels et appliquées dans le domaine de l'Ingénierie de Systèmes de défense.

L'Ingénierie Système (IS) est une méthodologie pluridisciplinaire de conception et de mise en oeuvre des systèmes complexes. La maîtrise de la Sûreté de Fonctionnement est un processus essentiel de l'IS et, dans sa poursuite, le recours à des méthodes formelles telles que le model checking se heurte généralement à des diffcultés d'utilisation. Dans cette thèse Cifre, effectuée en collaboration avec l'IRCCyN et Sodius, nous avons cherché à concevoir un outil de vérification formelle d'architectures fonctionnelles qui soit immédiatement utilisable dans des démarches de conception d'IS. Dans ce but, nous transformons des modèles et des propriétés comportementales haut niveau vers des équivalents bas niveau sur lesquels sont effectuées les vérifications formelles, le résultat étant présenté en termes haut niveau. Plus particulièrement, nous avons choisi comme modèles d'entrée les diagrammes EFFBDs : ils constituent un outil de modélisation largement utilisé en IS et adapté aux contraintes du model checking. Nous en avons établi la syntaxe et la sémantique formelles ; nous avons alors pu décrire une transformation vers les réseaux de Petri temporels (TPNs) dont nous avons prouvé qu'elle préserve le comportement temporel des modèles. Parallèlement, nous avons décrit une logique temporelle quantitative adaptée aux EFFBDs et sa traduction vers une logique correspondante sur les TPNs; nous avons alors pu établir la complexité de son model checking. Ces différents résultats théoriques nous ont ensuite permis de réaliser un outil de simulation enfin de vérification d'architectures fonctionnelles et dysfonctionnelles (c.-à-d. modélisant des fonctions défaillantes), déployé et utilisé industriellement.

Ce travail traite de l'extension du périmètre d'application de l'Ingénierie Système afin de couvrir l'ingénierie des systèmes de fabrication et sa coordination avec l'ingénierie des produits. Une méthode outillée est développée pour concourir à la maximisation du déploiement de cette démarche étendue, prise pour cible méthodologique par PSA Peugeot Citroën pour satisfaire l'amélioration requise de la performance de ses processus de développement. L'extension du référentiel d'Ingénierie Système Automobile est justifiée par l'état de l'art des méthodes d'ingénierie. La portée des résultats obtenus débouche sur la problématique de leur instrumentation logicielle, pour laquelle la modélisation et le raffinement des modèles est réalisée. La méthode outillée s'appuie sur une démarche d'interviews et sur l'analyse des processus d'ingénierie. Elle permet d'évaluer les pratiques actuelles et de réaliser des actions d'amélioration, en réponses aux besoins des métiers. Elle est validée en regard des pratiques du terrain par le cas d'étude présenté. En conclusion, la représentativité et le caractère générique des études réalisées justifient la valeur ajoutée de l'Ingénierie Système ici étendue et son utilité pour l'ingénierie de tout le cycle de vie d'un système ou encore pour d'autres domaines industriels. La principale perspective de ces travaux confirme l'intérêt, par tous les moyens développés dans ce travail, de la poursuite du déploiement de l'Ingénierie Système pour la branche recherche et développement du groupe PSA Peugeot Citroën.

De nos jours la plupart des organisations pour ne pas dire toutes, dépendent des technologies de l'information et de la communication (TIC) pour supporter plusieurs tâches et processus (quelquefois critiques). Cependant, dans la plupart des cas, les organisations et en particulier les petites entreprises accordent une importance limitée à l'information et à sa sécurité. En outre, sécuriser de tels systèmes est une tâche difficile en raison de la complexité et de la connectivité croissante du matériel et du logiciel dans le développement des TICs. Cet aspect doit alors être pris en compte dès les premières phases de conception. Dans ce travail, nous proposons une approche basée sur les modèles permettant de sécuriser des architectures logicielles en utilisant des patrons. Les contributions de ce travail sont : (1) un cadre de conception intégré pour la spécification et l'analyse d'architectures logicielles sécurisées, (2) une nouvelle méthodologie à base de modèles et de patrons et (3) une suite d'outils. Le fondement de l'approche associe un environnement basé sur des langages de modélisation pour la spécification et l'analyse des modèles d'architectures sécurisées et un dépôt à base de modèles d'artéfacts dédiés à la sécurité (modèle de patrons de sécurité, menaces et propriétés de sécurités) permettant la réutilisation de savoir-faire et de connaissances capitalisées. Pour cela on utilise des langages de modélisation pour la spécification et l'analyse de l'architecture. Le processus associé est constitué des activités suivantes : (a) analyse de risques à base de modèle appliquée à l'architecture du système pour identifier des menaces, (b) sélection et importation de modèles de patrons de sécurité, afin d'arrêter ou de mitiger les menaces identifiées, vers l'environnement de modélisation cible, (c) intégration de modèles de patrons dans le modèle d'architecture, (d) analyse de l'architecture obtenue par rapports aux exigences non-fonctionnelles et aux menaces résiduelles. Dans ce cadre, on s'est focalisé sur la vérification du maintien du respect des contraintes temporelles après application des patrons. La recherche de menaces résiduelles est réalisée à l'aide de techniques de vérification exploitant une représentation formelle des scénarios de menaces issus du modèle STRIDE et basés sur des référentiels de menaces existants (ex., CAPEC). Dans le cadre de l'assistance pour le développement des architectures sécurisées, nous avons implémenté une suite structurée d'outils autour du framework SEMCO et de la plateforme Eclipse Papyrus pour supporter les différentes activités basées sur un ensemble de langages de modélisation conforme à des standards OMG (UML et ses profils). Les solutions proposées ont été évaluées à travers l'utilisation d'un cas d'étude autour des systèmes SCADA (systèmes de contrôle et d'acquisition de données). / Nowadays most organizations depend on Information and Communication Technologies (ICT) to perform their daily tasks (sometimes highly critical). However, in most cases, organizations and particularly small ones place limited value on information and its security. In the same time, achieving security in such systems is a difficult task because of the increasing complexity and connectivity in ICT development. In addition, security has impacts on many attributes such as openness, safety and usability. Thus, security becomes a very important aspect that should be considered in early phases of development. In this work, we propose an approach in order to secure ICT software architectures during their development by considering the aforementioned issues. The contributions of this work are threefold: (1) an integrated design framework for the specification and analysis of secure software architectures, (2) a novel model- and pattern-based methodology and (3) a set of supporting tools. The approach associates a modeling environment based on a set of modeling languages for specifying and analyzing architecture models and a reuse model repository of modeling artifacts (security pattern, threat and security property models) which allows reuse of capitalized security related know-how. The approach consists of the following steps: (a) model-based risk assessment performed on the architecture to identify threats, (b) selection and instantiation of security pattern models towards the modeling environment for stopping or mitigating the identified threats, (c) integration of security pattern models into the architecture model, (d) analysis of the produced architecture model with regards to other non-functional requirements and residual threats. In this context, we focus on real-time constraints satisfaction preservation after application of security patterns. Enumerating the residual threats is done by checking techniques over the architecture against formalized threat scenarios from the STRIDE model and based on existing threat references (e.g., CAPEC). As part of the assistance for the development of secure architectures, we have implemented a tool chain based on SEMCO and Eclipse Papyrus to support the different activities based on a set of modeling languages compliant with OMG standards (UML and its profiles). The assessment of our work is presented via a SCADA system (Supervisory Control And Data Acquisition) case study.

Améliorer durablement sa compétitivité, quel industriel n’en rêve pas ? L’innovation incrémentale, ou de rupture, est assimilée à un axe stratégique pour gagner de nouvelles parts de marché, ou du moins satisfaire et fidéliser les clients. Plus que tout autre, Airbus Helicopters investit et innove sur ses produits et services. Un nouvel axe se dessine à présent : l’innovation d’ingénierie qui comprend les processus, méthodes et outils de conception et certification d’un produit. L’innovation d’ingénierie s’inscrit dans une approche de « lean engineering ». Investir dans des innovations ne garantit pas pour autant d’impacter la compétitivité. Il faut viser le succès de l’innovation, c'est-à-dire, s’assurer, à chaque phase du processus, que l’innovation répond aux objectifs initiaux, la phase amont initiant le processus d’innovation. Cette thèse s’interroge sur comment structurer et piloter les études de faisabilité d’innovation d’ingénierie incrémentale, en vue d’anticiper un succès dès la phase amont ? A partir d’un diagnostic des pratiques industrielles, une méthodologie de pilotage d’innovation d’ingénierie en phase amont est proposée. Cette méthodologie s’appuie sur une typologie de projets amont, une typologie de parties prenantes, un processus accompagné de méthodes et outils. Le processus de pilotage s’articule avec une approche d’ingénierie système. Une première phase de spécifications s’appuie sur la modélisation de scénarios d’usage, et une seconde phase de vérification et validation est rythmée par une évaluation de la valeur. On propose de piloter une innovation d’ingénierie par l’évaluation de sa valeur fonctionnelle, de son utilité, de sa rentabilité et de sa valeur stratégique. La méthodologie de pilotage est formalisée par un modèle UML, exploitable pour gérer un portefeuille de projets amont. / Any industrial company wants to improve its competitiveness. Incremental or radical innovation is astrategic driver in order to increase market share, or at least satisfy and gain customers’ loyalty. AirbusHelicopters dramatically invests and innovates on products and services. However, a new innovationdomain has appeared: engineering innovation which gathers processes, methods and tools used bydesigners and analysts for developing and certifying a helicopter. Engineering innovation is closelyrelated to lean engineering. But investment on innovation is not a total guarantee of success.Industrials have to target innovation success, which means to ensure at each phase of the innovation process, that innovation answer properly initial customer needs. This PhD report studies how toorganize and steer feasibility study, from upstream phase, in order to anticipate innovation success?Based on a diagnosis of Airbus Helicopters industrial practices, a steering methodology of engineering innovation during upstream phase is proposed. The methodology is made of upstream projects typology, a stake holder typology, a steering process and associated methods and tools. Steering process relies on a “system engineering” approach. A first top-down phase specifies engineering innovation thanks to usage scenarios modelling. A bottom-up phase, verify and validate engineering innovation thanks to value assessment (Technology Value Level). An engineering innovation is steered in upstream phase depending on its functional value, its utility, its profitability and its strategic value. Steering methodology is formalized by an UML model, appropriate for managing a portfolio ofupstream project.

Une entreprise, et particulièrement une PME ou une PMI, doit être apte à évoluer sur des secteurs d’activités souvent très concurrentiels qui évoluent rapidement, par exemple, en fonction d’une clientèle volatile et soucieuse de trouver des produits et des services moins chers et plus adaptés à ses besoins. La PME se trouve alors confrontée à des problèmes de réactivité et de flexibilité face à cette clientèle. Par effet direct, elle recherche à réduire les délais et les coûts de réalisation tout en privilégiant aussi la qualité et le degré d’innovation des biens et des services qu’elle propose. Le système d’information de cette PME est un enjeu essentiel pour mettre en œuvre cette stratégie et maximiser donc la réactivité et la flexibilité mais aussi la rentabilité et la qualité recherchées. Ce sont des qualités incontournables, garantes d’une autonomie et d’une reconnaissance dont la PME a grand besoin. Le système d’information est en effet la courroie de transmission entre le système de décision et le système productif qui génère la valeur ajoutée de la PME. Il fait le lien entre les différents acteurs de l’organisation mais aussi avec les partenaires externes de l’entreprise. Une partie de ce système d’information est de fait informatisée. Celui-ci supporte, mémorise et traite les informations nécessaires aux différents processus de décision, métier et support qui tapissent l’organisation pour servir la stratégie de l’entreprise. Les fonctionnalités, les interfaces et les données qui forment ce système informatisé sont donc cruciales à comprendre, à développer en accord avec les besoins de la PME, à améliorer au fur et à mesure de l’évolution de ces besoins. La PME est donc tentée de se lancer, seule ou accompagnée, dans des projets dits d’informatisation i.e. des projets visant le développement ou l’amélioration de son système informatisé. Nous nous intéressons ici à des projets visant à développer des applicatifs de gestion et de pilotage de la PME. La PME – prenant alors le rôle de la maîtrise d’ouvrage (MOA) – tout comme la société de services qui l’accompagne – prenant alors en charge le rôle de maîtrise d’œuvre (MOE) – doivent partager une vision commune des besoins d’informatisation. Elles sont alors appelées à mener en commun des activités d’ingénierie des besoins et des exigences (IBE). L’IBE guide et accompagne la PME pour arriver à décrire et formaliser ses besoins. Elle permet ensuite à la société de service de spécifier de manière plus formelle ces besoins sous forme d’exigences qui définissent alors les travaux de développement souhaités. L’IBE est souvent réalisée avec une assistance à maitrise d’ouvrage. Cette étape cruciale reste cependant difficile pour une PME. Elle est de plus souvent réalisée par la MOE elle-même pour faire face au manque de moyens, de temps et de compétences de la PME. Or, l’implication des collaborateurs de la PME est primordiale pour la réussite de tout projet d’informatisation, surtout si celui-ci impacte durablement le fonctionnement de la PME.Ces travaux, développés dans le cadre d’une collaboration Industrie/recherche avec la SSII RESULIS, ont consisté à développer une méthode d’IBE qui offre aux PME des concepts, des langages et des moyens de modélisation et de vérification simples mais suffisants tout en tant aisément manipulables de manière intuitive et donnant lieu à une formalisation pertinente pour la MOE. Cette méthode est basée sur le croisement et la complémentarité de principes issus de la Modélisation d’Entreprise et de l’Ingénierie Système pour l’élicitation de besoins. Des moyens de vérification et de validation semi-formels sont appliqués pour garantir certaines qualités attendues des exigences résultantes. La méthode s’intègre également au cycle de développement basé sur les modèles pour permettre a posteriori d’accélérer la production de prototypes et de rendre interopérables les langages et outils de la MOA et de la MOE. / Most enterprises, and especially SMEs, must develop their business in very competitive and rapidly changing fields. Where they have to adapt to volatile customers who want to find cheaper products and services and that are more corresponding to their needs. The SME is then confronted with problems of responsiveness and flexibility in responding to these customers. As an effect, it seeks to reduce the costs and time to market and to provide high quality and innovative goods and services. The SME’s information system is an asset on which it can rely to implement this strategy and so to maximize its responsiveness and flexibility but also to reach the sought profitability and quality. These are key qualities that guarantee autonomy and recognition, qualities that are highly needed by any SME. The Information system is indeed the drive belt of information not only inside the enterprise, between decision and operational systems proving added value of the enterprise, but also within its environment that includes its external partners. Part of this information system is computerized. It stores and processes the information needed by the different decision-making, business and support processes that serve the enterprise’s strategy. It is crucial to understand the features, interfaces and data that make up this computerized system and develop them according to the needs of SME. The SME is therefore tempted to embark, alone or accompanied, in so-called computerization projects i.e. projects for the development or improvement of its computerized system. We are interested in projects aimed at developing management applications of SMEs. The SME – then assuming the role of project owner – along with the development team – supporting the role of project management – have to share a common vision of the computerization needs. They are then called upon to carry out jointly requirements engineering (RE) activities. RE guides the SMEs to be able to describe and formalize its needs. It then allows the development team to specify more formally these needs as requirements which then define the required development work. RE is often carried out with the assistance of project owner support. This crucial step remains difficult for SMEs. It is most often performed by the development team itself to address the lack of resources, time and skills of SMEs. However, the involvement of the SME’s members is vital to the success of any computerization project, especially if it permanently affects the functioning of the enterprise.This work, developed through a collaborative with the company RESULIS, consisted in developing a requirements engineering method which offers SMEs concepts, simple languages, modeling and verification means that are easily and intuitively manipulated and provide sufficient and relevant formalization of the SME’s requirements. This method is based on principles derived from both enterprise modeling and systems engineering fields for requirements elicitation. Semi-formal verification and validation means are applied to guarantee some expected qualities of the resulting requirements. The method is also integrated in the model driven development cycle to enable a posteriori the production of prototypes and make interoperable the languages and tools used by both the SME and the development team.

Le BIM est actuellement en pleine explosion. Il s'appuie sur la progression des outils informatiques. Toutefois, la gestion de l'information au sein d'un projet d'infrastructure nécessite également l'utilisation de méthodologies et de concepts spécifiques comme les notions de « niveau de détail », de « niveau de développement » ou de « niveau d'abstraction ». Ils servent à décrire l'information pertinente à échanger entre acteurs, selon des objectifs de modélisation, en vue de répondre à des exigences identifiées. Dans le contexte spécifique des projets d'infrastructures, ces outils ne sont mal définis, insuffisants et amènent parfois à des modélisations contradictoires.Dans une optique de progression vers une conception en ingénierie concourante, notre travail de recherche apporte une contribution en deux parties. En se basant sur les principes de l'ingénierie système, la première partie consiste en une méthodologie d'identification des exigences à satisfaire et de l'information pertinente pour y répondre et contrôler cette réponse. La seconde partie décrit le modèle conceptuel de données. Il traite de la structuration des objets qui modélisent le projet en lien avec la structuration des exigences. Cette proposition s'accompagne d'une redéfinition de plusieurs types de niveaux existants (de détail, de développement, d'information, d'abstraction, etc.). Ces éléments sont éprouvés sur un projet d'autoroute en milieu urbain.Les échanges d'informations sont au cœur du BIM. Leur précision ainsi que la qualité des informations échangées participent à la réussite tant technique que managériale du projet.Notre proposition méthodologique permet de faire évoluer les pratiques et le regard que le secteur de la construction porte sur l'information qu'il crée. Elle participe également à la numérisation du secteur de la construction / However, the information management within an infrastructure project (road, rail, airport and other civil engineering works) also requires the use of specific methodologies and concepts like the concepts of ”level of detail” , ”level of development” or ”level of abstraction”. They are used to describe the relevant information that have to be exchanged between stakeholders, according to the modeling objectives in order to meet the project requirements. In the specific context of infrastructure projects, these tools are poorly defined, insufficient and sometimes bring to contradictory models.With a view to progress towards concurrent engineering design, our research is a contribution in two parts. Based on the principles of systems engineering, the first part is about to provide a methodology for requirements and relevant information identification to respond and control this response. The second part describes the project conceptual data model : it deals with the structure of the objects that model in connection with the requirements identification. This proposal is accompanied by a redefinition of several types of existing levels (detail, development, information, abstraction, etc.). These inputs are tested on a project of urban freeway in an industrial context.The exchange of information is at the center of BIM. The accuracy and quality of exchanged information participate in both technical and managerial project success. Our proposed methodology allows to change practices and the vision that the construction sector looks forward to the information it creates. It also participates in the digitalization of the construction sector

Le développement d'outils de simulation efficaces demande d'appréhender à la fois la modélisation physique, la modélisation mathématique et la programmation informatique. Pour chacun de ces points, il est nécessaire de garder à l'esprit l'application visée, en effet le niveau de modélisation à adopter mais également les techniques de programmation à mettre en œuvre vont être différents selon l'utilisation que l'on envisage pour un code de calcul ou un logiciel de simulation.On commence dans ce travail de thèse par s'intéresser au niveau fin pour lequel on résout les équations d'Euler pour calculer un écoulement, on aborde ensuite la question de l'utilisation d'un code de calcul parallèle dans le contexte de la simulation d'un benchmark industriel. Enfin, on traite du niveau macroscopique associé à la simulation d'une installation industrielle complète pour lequel on utilise des relations phénoménologiques basées par exemple sur des corrélations expérimentales.Le premier chapitre traite de la détermination d'une vitesse de grille dans le contexte des méthodes ALE (Arbitrary Langrangian-Eulerian). Dans le chapitre suivant, on s’intéresse aux équations d'Euler compressibles résolues à l'aide de la méthode VFFC (Volumes Finis à Flux Caractéristiques), il s'agit d'introduire un modèle d'interface entre un fluide seul d'une part et un mélange homogène de deux fluides d'autre part, l'un des deux fluides ayant la même loi d'état que celui présent de l'autre côté de l'interface.Le troisième chapitre est consacré à la réalisation de simulations haute performance utilisant le code de calcul FluxIC basé sur la méthode VFFC avec capture d'interfaces, on s'intéresse plus particulièrement au phénomène de sloshing rencontré lors du transport de gaz naturel liquéfié par navire méthanier.Pour finir, le quatrième et dernier chapitre traite de la modélisation au niveau système d'une installation industrielle. On y présentera une approche systémique qui constitue un niveau de modélisation adapté à la simulation d'un grand nombre de composants et de leurs interactions. L'approche qui est présentée permet de concilier la modélisation de phénomènes physiques déterministes avec une modélisation stochastique visant à simuler, par exemple, le comportement de l'installation pour divers régimes de fonctionnement caractéristiques. / The development of efficient simulation tools requires an understanding of physical modeling, mathematical modeling and computer programming. For each of these domains it is necessary to bear in mind the intended application, because the use for a calculation code or simulation software will dictate the level of modeling, and also the programming techniques to be adopted.This dissertation starts with a detailed description applied in the form of fluid flow calculations using the Euler equations. Then simulation of an industrial benchmark is considered using a parallel computational method. Finally, simulation of a complete industrial plant is addressed, where phenomenological relations based on experimental correlations can be used.The first chapter deals with the determination of mesh velocity in the context of ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian) methods. In the following chapter we focus on the compressible Euler equations solved using the FVCF method (Finite Volume with Characteristic Flux). In this case we consider an interface between a single fluid and a homogeneous two-fluid mixture, where one of the two mixed fluids and the single fluid have the same equation of state.The third chapter is devoted to running high performance simulations using the FluxIC computation code based on the FVCF method with interface capturing. The focus is on sloshing phenomenon encountered during transportation of Liquefied Natural Gas by LNG carriers.The fourth and final chapter deals with modeling of an industrial facility at system level. A systemic approach is presented that provides a level of modeling adapted to the simulation of a large number of components and their interactions. This approach enables users to combine deterministic modeling of physical phenomena with stochastic modeling in order to simulate the behavior of the system for a large set of operating conditions.