Cette thèse est une thèse CIFRE entre le LORIA et la société MEDETIC et porte sur la conception des systèmes de télésurveillance pour le maintien à domicile des personnes âgées.Le système est conçu aux personnes âgées qui veulent passer leur vieillesse dans leur propre maison, à cause de son potentiel pour augmenter l'indépendance et la qualité de la vie. Cela profiterait non seulement aux personnes âgées qui veulent vivre dans leur propre maison, mais aussi le système de santé publique en coupant des prix de façon significative.Mis à part la conception d'une architecture de télésurveillance « Vill’Âge® »basée sur des réseaux de capteurs hétérogènes (Domotique, IEEE802.15.4/Zigbee, Wifi, Bluetooth), la thèse a contribué essentiellement sur la proposition d'un protocole de clustering et de routage dans le réseau de capteurs sans fil avec une approche de la logique floue, et d'un middleware pour la collecte et le traitement des données des capteurs avec la gestion de la qualité de service comme particularité.Une première plateforme de test à été développée à Colmar (MEDETIC) et une seconde, plus complète et fait suite de cette thèse, est en cours de développement au LORIA (http://infositu.loria.fr/).Nous avons participé dans le concours de ministère de l'Enseignement supérieur et de la recherche avec un projet intitulé MPIGate: « Multi Protocol Interface and Gateway for telecare, environment Monitoring and Control » et nous avons gagné le prix de ce concours au niveau d’émergence. / This thesis is a thesis CIFRE between LORIA and the MEDETIC Company and focuses on the design of telehomecare system for the elderly.In addition to the design of a remote surveillance architecture “Vill’Âge ®” based on networks of heterogeneous sensor (home automation, IEEE802.15.4/Zigbee, Wifi, Bluetooth), thesis has contributed essentially on the proposal of a clustering and routing protocol in the network of wireless sensors with an approach to fuzzy logic, and of a middleware for the collection and processing of data from sensors with the management of the quality of service as a special feature.A first platform was developed at Colmar (MEDETIC) and a second who is more complete is under development at LORIA (http://infositu.loria.fr/).By using this system, MEDeTIC, offers a new concept of smart homes for the senior citizens, named in French “Maisons Vill’Âge”. The first housing schemes are being built in 2 departments of France. A flat is entirely equipped to act as a demonstrator and as laboratory of research and development.The system is designed for the elderly who wish to spend their old age in their own home, because of its potential to increase independence and quality of life. This would not only benefit the elderly who want to live in their own home, but also the national health care system by cutting costs significantly. Based on this PhD thesis, MPIGate, a “Multiprotocol Interface and Gateway for for telecare, environment”, has been developed. MPIGate was awarded in the competition of the Ministry of Higher Education and Research and OSEO 2010

Le développement rapide des technologies de l’information dans l’usine du futur nécessite de repenser l’organisation des systèmes de production. Si l’importance des opérateurs est bien reconnue dans l’industrie 4.0, les facteurs humains restent cependant insuffisamment pris en considération dans les méthodes d’organisation. La simulation est parmi les méthodes largement utilisées pour étudier les systèmes de production et évaluer leurs performances. Toutefois, les approches de simulation existantes et les logiciels disponibles sont centrés sur les dimensions techniques de ces systèmes (machines, transport, règles de priorité, etc.). Malheureusement, les facteurs humains, particulièrement la fatigue des opérateurs, semble être très insuffisamment pris en compte dans les modèles de simulation. Dans ce contexte, la présente thèse vise à étudier dans quelle mesure la fatigue pourrait être intégrée dans les modèles de simulation des ateliers de production. Un cadre conceptuel combinant différents paradigmes de modélisation est ainsi proposé pour aider à concevoir de tels modèles. Le paradigme de simulation à événements discrets est utilisé pour décrire la dynamique de fonctionnement des ateliers. Le paradigme d’agent intelligent est utilisé pour modéliser les opérateurs et intégrer leur comportement de fatigue que nous avons modélisé en utilisant la simulation continue. Nous avons également utilisé la logique floue pour caractériser les facteurs de pénibilité, connus de façon imprécise, et leur impact sur l’évolution de la fatigue. Nous avons montré comment le cadre conceptuel proposé peut être mis en œuvre de façon assez générique avec le logiciel Anylogic. L’approche proposée a ensuite été utilisée pour aborder deux différents problèmes de production: le premier concerne l’affectation dynamique des opérateurs sur les machines et le deuxième est relatif à l’agencement de machines lors de la phase de conception des ateliers. Ceci nous a permis d’illustrer l’utilité de l’approche propose et montrer sa pertinence. L’analyse des résultats de simulation permet d’apporter des connaissances à la fois sur les performances des systèmes et sur les tendances d’évolution de la fatigue des opérateurs durant le travail. De tels résultats aident à réfléchir sur la façon dont laquelle nous pourrions améliorer les méthodes d’organisation et de gestion des ateliers pour contribuer à l’amélioration de leurs performances et au bien-être de leurs opérateurs. / The quick development of information technology in the factory of the future requires rethinking about the organization of production systems. Although the importance of the workers in the industry 4.0, human factors are still insufficiently taken into consideration in the organizational methods. Simulation is among the methods widely used to study production systems and evaluate their performances. However, the existing simulation approaches and the available softwares mainly focus on technical dimensions of these systems (machines, transport, priority rules, etc.). Unfortunately, human factors, particularly workers’ fatigue, seem to be very insufficiently taken into account in the simulation models. In this context, this thesis aims to study how the workers’ fatigue could be integrated into the simulation models of workshops. A framework combining different modelling paradigms is proposed to help in designing such models. Discrete event simulation is used to describe the dynamic of the working process in workshops. The paradigm of intelligent agent is used to model operators and integrate their behavior of fatigue, which has been modeled using continuous simulation paradigms. We have also used fuzzy logic in order to characterize the arduousness’s factors, known imprecisely, and impacts on the evolution of the workers’ fatigue. We have shown how the proposed framework can be implemented can be implemented generically enough with the software ANYLOGIC. The proposed approach has been then used to address two different production problems: the first one concerns the dynamic assignment of workers to machines and the second is related to the machines layout in the design stage of the system. This illustrated the utility of the proposed approach and showed its relevance. The analysis of the simulation results yields some knowledge on both the performance of the systems and on trends of the evolution the operators’ fatigue during the work. Such results help to thank on how to improve the methods of organization and management of the workshops so to contribute to the improvement of their performances and the well-being of their operators.

L'hypovigilance correspond à la transition entre la veille et le sommeil durant laquelle l'organisme voit ses facultés d'observation et d'analyse fortement réduites. Elle est responsable de nombreux accidents sur la route. Le but de cette thèse est de proposer un système de détection de cette phase accidentogène à partir de l'analyse conjointe de l'activité cérébrale (électroencéphalogramme ou EEG) et d'une vidéo du conducteur. Dans un premier temps, une méthode non-supervisée de détection d'hypovigilance fonctionnant à l'aide d'un unique canal EEG a été proposée. Cette méthode, qui met en oeuvre différentes techniques de traitement du signal et de diagnostic, obtient de bonnes performances sur un ensemble de conducteurs, sans qu'il soit nécessaire de régler de paramètres. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la caractérisation des signes visuels de l'hypovigilance par une analyse vidéo des clignements. Une comparaison entre l'approche vidéo développée et l'approche traditionnelle par électro-oculogramme (EOG) a permis d'étudier dans quelle mesure la vidéo peut remplacer l'EOG pour la caractérisation des clignements. Elle a également permis de souligner la nécessité d'utiliser d'une caméra rapide (pouvant aller jusqu'à 200fps) pour caractériser les clignements. Un algorithme de détection d'hypovigilance à partir de la caractérisation vidéo des clignements a ainsi été développé. Pour finir, un algorithme de détection d'hypovigilance fusionnant, à l'aide de logique floue, les informations obtenues par les approches physiologique et vidéo est présenté. Toutes ces méthodes ont été testées et validées sur une base de données conséquente de conduite en état d'hypovigilance, la base de données ayant été expertisée par un spécialiste.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent le thème des fonctionnalités visuelles qu'il convient d'embarquer sur un robot mobile, afin qu'il puisse se déplacer dans son environnement. Plus précisément, ils ont trait aux méthodes de perception par vision stéréoscopique dense, de modélisation de l'environnement par grille d'occupation, et de suivi visuel d'objets, pour la navigation autonome d'un robot mobile dans un environnement d'intérieur. Il nous semble important que les méthodes de perception visuelle soient à la fois robustes et rapide. Alors que dans les travaux réalisés, on trouve les méthodes globales de mise en correspondance qui sont connues pour leur robustesse mais moins pour être employées dans les applications temps réel et les méthodes locales qui sont les plus adaptées au temps réel tout en manquant de précision. Pour cela, ce travail essaye de trouver un compromis entre robustesse et temps réel en présentant une méthode semi-locale, qui repose sur la définition des distributions de possibilités basées sur une formalisation floue des contraintes stéréoscopiques. Il nous semble aussi important qu'un robot puisse modéliser au mieux son environnement. Une modélisation fidèle à la réalité doit prendre en compte l'imprécision et l'incertitude. Ce travail présente une modélisation de l'environnement par grille d'occupation qui repose sur l'imprécision du capteur stéréoscopique. La mise à jour du modèle est basée aussi sur la définition de valeurs de crédibilité pour les mesures prises. Enfin, la perception et la modélisation de l'environnement ne sont pas des buts en soi mais des outils pour le robot pour assurer des tâches de haut niveau. Ce travail traite du suivi visuel d'un objet mobile comme tâche de haut niveau.

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L’objectif de ces travaux de proposer aux autorités locales un outil d’aide à la décision pour formaliser une démarche participative tout au long de la conception d’un projet de transport urbain durable, dans un contexte multicritères et multi acteurs. La méthodologie développée repose sur l’évaluation a priori des impacts d’un projet local, en impliquant les acteurs dès la phase de diagnostic. Cette phase permet d’identifier des groupes d’acteurs selon leur perception des phénomènes urbains, des interactions et des préférences déclarées d’évolution. Elle permet d’établir une liste d’indicateurs communs qui seront évalués. Le choix des alternatives à étudier est le résultat de l’application conjointe de techniques de transférabilité - fondées sur l’étude de projets développés dans d’autres villes - et de l’étude des préférences déclarées des usagers locaux. La probabilité d’utilisation du service s’évalue à l’aide d’un modèle comportemental agrégé qui intègre la perception floue et l’indécision des usagers devant une situation nouvelle. Les changements de comportement des usagers sont pris en compte à l’aide d’un indicateur de robustesse qui teste les effets des paramètres exogènes sur l’évolution de la probabilité d’utilisation du service. Un micro-simulateur de trafic permet d’évaluer les impacts des différents scénarii sur le trafic, l’environnement et le bien-être des citoyens sous la forme monétarisée, afin d’illustrer les coûts et les bénéfices indirects attendus de l’implantation du projet. Une solution de compromis est proposée : elle vise à fournir la solution qui contenterait au mieux l’ensemble des représentants des groupes d’acteurs - et non la solution optimale en termes d’impacts. / The objective of this research is to provide to the local authorities a decision aid tool in order to formalize a participatory approach during the conception of a sustainable urban transport project, in a multi-criteria and multi-actors context. The methodology is based on the a priori evaluation of the impacts of a local project, involving stakeholders as soon as the diagnosis phase. This phase aims at identifying groups of actors according to their perception of urban phenomena, their interactions and their stated preferences of evolution. The diagnosis phase leads to the setting-up of a list of common indicators to be evaluated. The choice of alternatives to be studied is the result of the transferability techniques - based on the projects developed in other cities - and the stated preferences of local users. The probability of using the service is evaluated using an aggregated behavioral model that takes into account the fuzzy perception and the indecision of users in a new situation. Changes in the behaviour of the users are taken into account thanks to an indicator of robustness that tests the impact of exogenous parameters on the evolution of the probability of using a service. A traffic micro--simulator aims at assessing the impacts of the various scenarios on traffic, environment and the welfare of citizens– which is monetized. It illustrates the costs and indirect benefits expected with the implementation of project. A compromise solution is proposed: it aims at identifying an alternative that would best satisfy the representatives of the stakeholder groups – and not necessarily the optimal solution in terms of impacts.

Le comportement dynamique des turbomachines industrielles doit respecter des critères émis par les normes internationales et les utilisateurs. Les rotors flexibles sont sensibles à la distribution de balourd, et sont soumis aux excitations aérodynamiques de leur environnement. Usuellement, les contrôleurs utilisés peinent à délivrer le niveau d’exigence demandé, par conséquent les propriétés mécaniques des paliers magnétiques sont fortement dépendantes de celles des rotors. L’objectif de ce mémoire est d’analyser le comportement dynamique des compresseurs centrifuges afin de proposer une stratégie de contrôle innovante. D’abord, chaque palier est considéré comme une entité a part entière en couplant ses deux axes d’action. Le comportement dynamique du rotor est exprimé dans le repère polaire. Par ailleurs, la logique floue, qui utilise un modèle de pensée proche du raisonnement humain, applique des actions correctives en fonction du comportement dynamique global du rotor. Ainsi, l’utilisation couplée de ces deux approches créé une synergie permettant d’agir sur le système de manière ciblée. Le contrôleur dissipe l’énergie cinétique du rotor lors du franchissement de vitesses critiques afin d’atténuer la réponse au balourd, ou augmente la raideur du palier lors de vibrations transitoires ou asynchrones afin de réduire la trajectoire du rotor. Le faible amortissement structurel du rotor le rend sensible au phénomène de « spillover » (l’énergie de contrôle affecte les modes de fréquence élevée). Or, la logique floue ne peut pas gérer ce phénomène. Ainsi, un contrôleur PID sous-jacent est utilisé pour maîtriser la stabilité des modes hautes fréquences. Au final, le contrôleur flou polaire permet d’obtenir des marges de performances entre les capacités de cet asservissement et le cahier des charges. Ces marges sont utilisées pour trois objectifs : le respect des spécifications, l’amélioration du comportement subsynchrone, et enfin la simplification et la standardisation du contrôleur sous-jacent nommé ici SPID. Ce contrôleur est tel que ses caractéristiques, dans la plage de fréquence utile, sont indépendantes du rotor pour une application donnée. Enfin, la stratégie développée est évaluée avec des simulations numériques et des essais expérimentaux. D’abord, le modèle numérique est validé, puis le contrôleur est appliqué à un banc d’essais académique. Le comportement est stable et robuste. Il présente des performances supérieures au PID augmenté fourni avec le banc, que ce soit pour la réponse au balourd, ou pour la réponse à des excitations subsynchrones. Finalement, la démarche est appliquée à un compresseur industriel. Les simulations montrent que le comportement est proche de celui exigé pour des machines sur paliers classiques. L’optimisation de l’approche et l’automatisation de la conception pourraient conduire à la standardisation des paliers magnétiques actifs. / The dynamic behaviour of large turbomachinery should satisfy stringent requirements dictated by international standards and final users. Their flexible rotor is sensitive to the unbalance distribution and subjected to particular excitations coming from the industrial process. Usually, the performance margins between the requirements and the classical controller capabilities are small. Consequently, the magnetic bearing characteristics depend on the rotor geometry. Designing such controllers is difficult and time consuming. The objective of this thesis is to investigate the dynamic behaviour of supercritical centrifugal compressors in order to propose a new control strategy. First, each bearing is considered as one entity by coupling its two axes of action. The introduction of polar quantities permits a better observation of the rotor dynamic behaviour. In addition, by using logic close to human being reasoning, the fuzzy logic modulates the action forces as a function of the global dynamic behaviour. The coupling of the two approaches is an efficient way to apply targeted corrective actions. This controller attenuates the unbalance vibration when crossing critical speeds by applying damping forces, or increases the stiffness during transient or asynchronous excitations in order to limit the maximum displacement reached. As their structural damping is low, flexible rotors are very sensitive to spillover effect, which cannot be managed by fuzzy controllers. Consequently, an underlying PID is necessary. This hand-synthesized controller has high frequency characteristics tuned in order to ensure stability and robustness for each rotor. Compared to a classical approach, the polar fuzzy controller enables to increase the performance margins. These margins are used to fulfil three objectives: the achievement of standards requirements, the improvement of the subsynchronous behaviour, and the simplification and the standardization of the PID controller that we called SPID. This SPID is designed for a given application, such that the bearing characteristics on the operating frequency range are always the same. The control strategy is assessed numerically and experimentally. First, the numerical model is validated with experimental tests. Then, the controller developed is applied to an academic test rig. The controller is stable and robust. It exhibits performance superior to the augmented PID supplied with the test rig for both unbalance response and response to subsynchronous excitations. Finally, the control of an industrial compressor is assessed numerically. The results obtained are close to the standards requirements used for classical bearings. The optimization of the approach and the utilization of an automatic tuning algorithm for high frequency characteristics could lead to the standardization of Active Magnetic Bearings.

La réduction des informations redondantes et/ou non-pertinentes dans la description de données est une étape importante dans plusieurs domaines scientifiques comme les statistiques, la vision par ordinateur, la fouille de données ou l’apprentissage automatique. Dans ce manuscrit, nous abordons la réduction de la taille des signatures des images par une méthode issue de l’Analyse Formelle de Concepts (AFC), qui repose sur la structure du treillis des concepts et la théorie des treillis. Les modèles de sac de mots visuels consistent à décrire une image sous forme d’un ensemble de mots visuels obtenus par clustering. La réduction de la taille des signatures des images consiste donc à sélectionner certains de ces mots visuels. Dans cette thèse, nous proposons deux algorithmes de sélection d’attributs (mots visuels) qui sont utilisables pour l’apprentissage supervisé ou non. Le premier algorithme, RedAttSansPerte, ne retient que les attributs qui correspondent aux irréductibles du treillis. En effet, le théorème fondamental de la théorie des treillis garantit que la structure du treillis des concepts est maintenue en ne conservant que les irréductibles. Notre algorithme utilise un graphe d’attributs, le graphe de précédence, où deux attributs sont en relation lorsque les ensembles d’objets à qui ils appartiennent sont inclus l’un dans l’autre. Nous montrons par des expérimentations que la réduction par l’algorithme RedAttsSansPerte permet de diminuer le nombre d’attributs tout en conservant de bonnes performances de classification. Le deuxième algorithme, RedAttsFloue, est une extension de l’algorithme RedAttsSansPerte. Il repose sur une version approximative du graphe de précédence. Il s’agit de supprimer les attributs selon le même principe que l’algorithme précédent, mais en utilisant ce graphe flou. Un seuil de flexibilité élevé du graphe flou entraîne mécaniquement une perte d’information et de ce fait une baisse de performance de la classification. Nous montrons par des expérimentations que la réduction par l’algorithme RedAttsFloue permet de diminuer davantage l’ensemble des attributs sans diminuer de manière significative les performances de classification. / In several scientific fields such as statistics, computer vision and machine learning, redundant and/or irrelevant information reduction in the data description (dimension reduction) is an important step. This process contains two different categories : feature extraction and feature selection, of which feature selection in unsupervised learning is hitherto an open question. In this manuscript, we discussed about feature selection on image datasets using the Formal Concept Analysis (FCA), with focus on lattice structure and lattice theory. The images in a dataset were described as a set of visual words by the bag of visual words model. Two algorithms were proposed in this thesis to select relevant features and they can be used in both unsupervised learning and supervised learning. The first algorithm was the RedAttSansPerte, which based on lattice structure and lattice theory, to ensure its ability to remove redundant features using the precedence graph. The formal definition of precedence graph was given in this thesis. We also demonstrated their properties and the relationship between this graph and the AC-poset. Results from experiments indicated that the RedAttsSansPerte algorithm reduced the size of feature set while maintaining their performance against the evaluation by classification. Secondly, the RedAttsFloue algorithm, an extension of the RedAttsSansPerte algorithm, was also proposed. This extension used the fuzzy precedence graph. The formal definition and the properties of this graph were demonstrated in this manuscript. The RedAttsFloue algorithm removed redundant and irrelevant features while retaining relevant information according to the flexibility threshold of the fuzzy precedence graph. The quality of relevant information was evaluated by the classification. The RedAttsFloue algorithm is suggested to be more robust than the RedAttsSansPerte algorithm in terms of reduction.

L'une des difficultés d'une langue peu dotée est l'inexistence des services liés aux technologies du traitement de l'écrit et de l'oral. Dans cette thèse, nous avons affronté la problématique de l'étude acoustique de la parole isolée et de la parole continue en Fongbe dans le cadre de la reconnaissance automatique de la parole. La complexité tonale de l'oral et la récente convention de l'écriture du Fongbe nous ont conduit à étudier le Fongbe sur toute la chaîne de la reconnaissance automatique de la parole. En plus des ressources linguistiques collectées (vocabulaires, grands corpus de texte, grands corpus de parole, dictionnaires de prononciation) pour permettre la construction des algorithmes, nous avons proposé une recette complète d'algorithmes (incluant des algorithmes de classification et de reconnaissance de phonèmes isolés et de segmentation de la parole continue en syllabe), basés sur une étude acoustique des différents sons, pour le traitement automatique du Fongbe. Dans ce manuscrit, nous avons aussi présenté une méthodologie de développement de modèles accoustiques et de modèles du langage pour faciliter la reconnaissance automatique de la parole en Fongbe. Dans cette étude, il a été proposé et évalué une modélisation acoustique à base de graphèmes (vu que le Fongbe ne dispose pas encore de dictionnaire phonétique) et aussi l'impact de la prononciation tonale sur la performance d'un système RAP en Fongbe. Enfin, les ressources écrites et orales collectées pour le Fongbe ainsi que les résultats expérimentaux obtenus pour chaque aspect de la chaîne de RAP en Fongbe valident le potentiel des méthodes et algorithmes que nous avons proposés. / One of the difficulties of an unresourced language is the lack of technology services in the speech and text processing. In this thesis, we faced the problematic of an acoustical study of the isolated and continous speech in Fongbe as part of the speech recognition. Tonal complexity of the oral and the recent agreement of writing the Fongbe led us to study the Fongbe throughout the chain of an automatic speech recognition. In addition to the collected linguistic resources (vocabularies, large text and speech corpus, pronunciation dictionaries) for building the algorithms, we proposed a complete recipe of algorithms (including algorithms of classification and recognition of isolated phonemes and segmentation of continuous speech into syllable), based on an acoustic study of the different sounds, for Fongbe automatic processing. In this manuscript, we also presented a methodology for developing acoustic models and language models to facilitate speech recognition in Fongbe. In this study, it was proposed and evaluated an acoustic modeling based on grapheme (since the Fongbe don't have phonetic dictionary) and also the impact of tonal pronunciation on the performance of a Fongbe ASR system. Finally, the written and oral resources collected for Fongbe and experimental results obtained for each aspect of an ASR chain in Fongbe validate the potential of the methods and algorithms that we proposed.

Dans le cadre du transport de marchandises par voie ferroviaire, un certain nombre de verrous limitent les efforts consentis pour un fret plus "propre". Des améliorations doivent être faites afin de limiter le nombre de locotracteurs assurant les charges/décharges de marchandises en bout de ligne. Dans cette perspective, FEMTO-ST et Alstom Transport ont pour objectif de concevoir et développer un système de gestion d'énergie pour locomotive électrique hybride. Composée d'un groupe électrogène couplé à des accumulateurs électrochimiques et des super-condensateurs, la locomotive électrique hybride permet d'accroître la souplesse et l'efficacité du transport ferroviaire électrique, tout en réduisant encore son impact environnemental. Cette étude a consisté dans un premier temps à développer une modélisation macroscopique de la chaîne de traction électrique hybride et à proposer une structuration de la commande avec l'identification des capteurs matériels et logiciels nécessaires au contrôle optimal de la chaîne de traction. La caractérisation expérimentale des moyens de stockage a permis l'amélioration comportementale et dynamique des modèles correspondant. Dans un second temps, le contrôle de la tension de sortie d'un hacheur dévolteur a permis d'étudier l'application de la logique floue de type-2 (intervalle et générale) dans le cas d'applications industrielles (relativement simples). Enfin, une gestion innovante des flux d'énergie au sein d'un système plus complexe: locomotive électrique hybride, a été développée. Mettant en œuvre la logique floue de type-2 et des algorithmes s'inspirant de la théorie de l'évolution, cette gestion d'énergie optimale opère en temps réel et sans connaissance à priori du cycle de conduite. La gestion fréquentielle ainsi que le contrôle des états de charge des sources secondaires du véhicule contribuent également à leur bon fonctionnement. / To achieve a "greener" freight transport, efforts are still needed to overcome some technological barriers. New improvements must be carried at to limit the shunting locomotives' use intended for the goods' load/unload. Considering this aim, FEMTO-ST and Alstom Transport decided to conceive and develop an energy management strategy system for hybrid electric locomotives. Such locomotives include a diesel driven generator set which is coupled with batteries and ultra-capacitors. The architecture aims at improving the flexibility, the effectiveness of the electrical railway transport and at reducing the environmental impact of these activities again. Firstly, the study consists in implementing a macroscopic modelling of the hybrid electric powertrain. Then, the control is optimally designed by identifying the hardware and software sensors of the powertrain. The dynamics and the behavior of the secondary sources' models are improved thanks to their experimental characterizations. Secondly, the use of Type-2 Fuzzy Logic (interval and general) controllers permits to study their efficiency in the control of a very simple industrial system: the output voltage of a buck converter. Lastly, based on the obtained results, an innovative management of the system's energy flows is developed in the case of the hybrid electrical locomotive. The use of the type-2 fuzzy logic and evolutionary algorithms permit to optimally perform a real time energy management strategy without a priori knowledge of the duty cycle. The frequency approach and the secondary sources' state of charge control contribute to their efficient use.