La ré-ingénierie du système de production et des produits est une activité permanente de l'entreprise, et en constitue en quelques sorte le pilotage organisationnel. Le besoin en méthodologie est dasn ce domaine très important, et constitue le sujet de ce travail. Dans un premiers temps, nous éclaircissons l'usage qui peut être fait des modèles pour structurer la démarche d'ingénierie, et cherchons ainsi à promouvoir la modélisation d'entreprise comme outil de raisonnement de pré-évaluation et de documentation des systèmes de production. Dans un second temps, nous situons la démarche d'ingénierie produit / système comme une acitvité récurrente participant à l'évolution de l'entreprise en tant que niveau de pilotage venant, par une logique de projets ou par une amélioration continue, moduler la structure et l'organisation du système physique.

Les patrons d'ingénierie ont été introduits afin de capitaliser et de réutiliser des savoirs et savoir-faire. Dans l'ingénierie logicielle, leur usage est aujourd'hui reconnu, à tous les niveaux (analyse, conception, ...), comme un gage de qualité. Outre une solution, un patron comporte également de nombreuses informations, en langage naturel, décrivant des contraintes et/ou variantes. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'activité de réutilisation des patrons (que nous appelons « imitation ») d'analyse ou de conception pour lesquels la solution est donnée sous la forme de spécifications orientées objet. L'imitation consiste en une adaptation et une intégration de cette solution par l'ingénieur d'applications qui tiennent compte des autres informations contenues dans le patron. Ainsi, nous dégageons trois axes que nous considérons comme les piliers d'une bonne imitation : la complétude, la variabilité et la généricité des solutions.<br />Nous proposons une nouvelle forme de définition des solutions qui s'appuie sur l'utilisation de plusieurs vues (fonctionnelle, dynamique et statique) ainsi que sur l'utilisation d'un méta-modèle permettant d'une part d'exprimer à partir de la vue fonctionnelle, la variabilité de la solution (fonctionnalités obligatoires, facultatives, optionnelles ou alternatives) et d'autre part d'exprimer l' « essence » de la solution sous la forme de propriétés génériques définissant les bornes des adaptations permises lors de l'imitation. Un processus d'imitation dédié ainsi qu'un premier outillage basé sur l'approche IDM (Ingénierie Dirigée par les Modèles) sont également proposés aux ingénieurs d'applications.

Les technologies de reconnaissance automatique de la parole sont désormais intégrées dans de nombreux systèmes. La performance des systèmes de reconnaissance vocale pour les locuteurs non natifs continue cependant à souffrir de taux d'erreur élevés, en raison de la différence entre la parole non native et les modèles entraînés. La réalisation d'enregistrements en grande quantité de parole non native est souvent difficile et peu réaliste pour représenter toutes les origines des locuteurs. <br />Dans cette thèse, nous proposons des approches pour adapter les modèles acoustiques et de prononciation sous différentes conditions de ressource pour les locuteurs non natifs. Un travail préliminaire sur l'identification d'accent a également proposé.<br />Ce travail de thèse repose sur le concept de modélisation acoustique translingue qui permet de représenter les locuteurs non natifs dans un espace multilingue sans utiliser (ou en utilisant très peu) de parole non native. Une approche hybride d'interpolation et de fusion est proposée pour l'adaptation des modèles en langue cible en utilisant une collection de modèles acoustiques multilingues. L'approche proposée est également utile pour la modélisation du contexte de prononciation. Si, en revanche, des corpus multilingues sont disponibles, des méthodes d'interpolation peuvent être utilisées pour l'adaptation à la parole non native. Deux d'entre elles sont proposées pour une adaptation supervisée et peuvent être employées avec seulement quelques phrases non natives.<br />En ce qui concerne la modélisation de la prononciation, deux approches existantes (l'une fondée sur la modification du dictionnaire de prononciation, l'autre fondée sur la définition d'un score de prononciation utilisé dans une phase de re-scoring) sont revisitées dans cette thèse et adaptées pour fonctionner sur une quantité de données limitée. Une nouvelle approche de groupement de locuteurs selon leurs habitudes de prononciation, est également présentée : nous l'appelons « analyse de prononciation latente ». Cette approche se révèle également utile pour améliorer le modèle de prononciation pour la reconnaissance automatique de la parole non native.<br />Enfin, une méthode d'identification d'accent est proposée. Elle nécessite une petite quantité de parole non native pour créer les modèles d'accents. Ceci est rendu possible en utilisant la capacité de généralisation des arbres de décision et en utilisant des ressources multilingues pour augmenter la performance du modèle d'accent.

Dans cette thèse, nous soutenons l'hypothèse que les caractéristiques émotionnelles d'un énoncé sont contenues au sein de la représentation mentale de celui-ci, l'émergence émotionnelle s'opérant au cours de la lecture partir de la base de texte et des informations en mémoire sémantique. Les émotions dans le langage sont étudiées du point de vue des processus automatiques et stratégiques. Les caractéristiques dimensionnelles et catégorielles des émotions sont considérées. Pour ce qui est de la base de texte, les propriétés émotionnelles de termes publiées en français, anglais, espagnol, italien, allemand et finnois se sont révélées être très similaires, confortant l'intérêt de considérer la représentation mentale comme objet d'étude plutôt que le lexème. Aussi, dans EMOVAL, l'utilisation de ces normes pour caractériser des énoncés s'est révélée fructueuse. Pour ce qui est des connaissances, deux modèles connexionnistes de la représentation sémantique sont étudiés : l'analyse de la sémantique latente - LSA (Landauer & Dumais, 1997) comme modèle statistique, et le modèle Topic (Griffiths, Steyvers & Tennebaum, 2007) comme modèle probabiliste. Premièrement, l'existence de variables latentes émotionnellement différenciées a été mise en évidence grâce au modèle Topic. Deuxièmement, les relations sémantiques entre émotions, calculées à l'aide de LSA, se sont révélées significativement corrélées avec les jugements de similitudes entre termes émotionnels. Troisièmement, dans EMOSEM, les caractéristiques émotionnelles d'un corpus de textes ont pu être identifiées, tant du point de vue de leur appartenance à une émotion, que de l'intensité de l'expression de cette émotion.

La modélisation d'environnements urbains permet le développement de nombreuses applications telles que la navigation 3D, la planification de l'aménagement urbain ou la création de scenarii pour le cinéma. L'enjeu technologique est de réduire le temps nécessaire pour une modélisation réaliste et fidèle à la réalité. Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet TerraNumerica dont l'objectif est de développer une plateforme de production et d'exploitation d'environnements synthétiques urbains. Dans ce contexte, nous sommes confrontés à des problèmes de segmentation de scènes urbaines. Dans une première partie, nous montrons l'intérêt de l'opérateur d'ouverture ultime en tant qu'opérateur de segmentation générique. Ensuite nous avons proposé plusieurs améliorations qui le rendent plus robuste à des problèmes de masquage et d'images floues. L'efficacité de ces améliorations est démontrée dans le contexte de l'étude mais aussi pour la segmentation de texte enfoui et de cellules. La deuxième partie est consacrée à l'analyse de façades. Leur modélisation est réalisée à l'échelle du bâtiment. Néanmoins, lors de l'acquisition, plusieurs bâtiments apparaissent dans une même image. Nous proposons une méthode capable de séparer automatiquement les différentes façades contenues dans l'image. Ensuite, nous détectons les étages, les travées, les fenêtres... afin d'alimenter un modèle de bâtiment fidèle à la réalité. La troisième partie de cette thèse est consacrée à l'analyse des données tridimensionnelles. Pour une modélisation de la scène, il est nécessaire d'introduire des éléments du mobilier urbain ainsi que le trottoir. Nous présentons des outils pour la détection et la classification d'artefacts. Ces outils permettent 1- le filtrage de données facilitant la modélisation et 2- la réintroduction d‘éléments tels que les lampadaires, améliorant le réalisme de la scène modélisée. Nous proposons également une méthode automatique pour la segmentation du trottoir.

Afin d'étudier le cycle de l'eau à l'échelle régionale, le couplage d'ISBA (le schéma de surface de Météo-France) avec MODCOU (le modèle hydrologique de l'Ecole des Mines de Paris) a été mis au point sur le Rhône pour l'année 1987/88 par Habets (1998). En raison de la forte composante nivale alpine du bassin, CROCUS (le modèle de neige de Météo-France) a été rajouté dans le système complet. La simulation du bassin versant du Rhône a ensuite été étendue à 14 années (de 1981 à 1994). Les forçages atmosphériques ont été analysés à l'aide du système SAFRAN, spécialement conçu pour les zones de relief. Bien qu'aucun étalonnage sur les débits n'ait été réalisé, les résultats du système sont validés de manière satisfaisante par comparaison avec les débits quotidiens observés en 145 stations de jaugeage sur les grands cours d'eau du bassin versant du Rhône. L'enneigement simulé reproduit bien les hauteurs de neige observées quotidiennement pour 24 postes d'altitude. Le bilan hydrique du bassin apparaît très contrasté et met en lumière trois grands ensembles : les bassins nivo-pluviaux et humides du nord (Saône, Doubs, Ain), les bassins pluviaux et secs du sud (basse Durance, Ardèche) et les bassins alpins fortement enneigés (Isère, Drac, Haute-Durance). L'outil ainsi validé a ensuite été utilisé pour évaluer l'impact d'un changement climatique sur les grandes composantes hydriques du bassin versant. Une attention particulière a également été apportée à l'impact d'une augmentation de la résolution des calculs sur la qualité de la simulation du bassin nival de la Haute-Durance.

Les métallurgistes d'ArcelorMittal développent actuellement une nouvelle génération d'aciers " flat carbon" dédiés principalement au domaine automobile (aciers Dual- Phase ou DP). Afin d'augmenter la performance des aciers au carbone, ArcelorMittal développe une stratégie de production intelligente basée sur un contrôle non destructif en ligne de production en utilisant le capteur 3MA (Multi-Parameter Micro-Magnetic Microstructure and Stress Analyzis). Ce système a été développé par l'Institut Fraunhôfer IZFP ; il est dédié à divers domaines d'applications de contrôle non destructifs des aciers en ligne. L'objectif principal de cette recherche est de simuler le comportement magnétique du dispositif industriel 3MA via la méthode des éléments finis. La modélisation du système (dispositif CND et échantillon) présente des difficultés au niveau du maillage et du temps de calcul surtout avec la mise en œuvre du modèle d'hystérésis. En effet, le système présente une géométrie multi échelles spatiale et temporelle. Afin de palier à ces problèmes, une stratégie de calcul a été développée et validée en 2D, en séparant calcul haute fréquence (HF) et basse fréquence (LF). Cette méthode permet d'effectuer des calculs en plusieurs fois et prend moins d'espace mémoire. Le modèle d'hystérésis de Jiles-Atherton a été choisi pour sa précision et a été implémenté dans le code FEM Flux afin de décrire le comportement magnétique du matériau. Les résultats obtenus sont en accord avec les données expérimentales.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent la modélisation, le dimensionnement et la commande d'un coffre composé de supercondensateurs et d'un convertisseur DC/DC permettant d'alimenter les auxiliaires d'un trolleybus ou les moteurs de traction lors des coupures de la ligne aérienne. Dans la première partie, nous nous sommes intéressés au dimensionnement du système destockage pour une application du type récupération de l'énergie au freinage d'un trolleybus. Les modèles directes et inverses de la chaine cinématique ont été étudiés afin de définir une stratégie de dimensionnement du coffre s'appuyant sur le plan de Ragon. La seconde partie aborde la problématique de la fiabilité de l'élément de stockage. Le but est d'évaluer les contraintes que subissent les supercondensateurs en cours de fonctionnement et de prédire le vieillissement de ces derniers. Pour ce faire, nous avons développé et validé un modèle électrothermique du coffre de supercondensateurs. Ce modèle électrothermique a également été couplé à des lois de vieillissement permettant ainsi de prendre en compte les variations paramétriques majeures de ce système. Les résultats de ce couplage montrent l'impact de la dispersion des températures à l'intérieur du coffre sur la durée de vie de chaquesupercondensateur et du système de stockage. Finalement, le contrôle du convertisseur statique (hacheur Buck/Boost) associé auxsupercondensateurs est abordé. Une étude théorique a été menée pour synthétiser des lois de commande par mode de glissement et par PI appliqués au mode élévateur du hacheur (Boost). Ces lois de commande ont été validées sur un banc de test constitué d'un hacheur réversible, d'une alimentation DC, d'une charge résistive et de huit supercondensateurs. La comparaisondes résultats expérimentaux mettre en évidence l'intérêt de la commande par mode glissant enraison de sa robustesse et de sa réactivité par rapport à une commande classique (PI).

L'utilisation par les agriculteurs de fertilisants et de produits phytosanitairesentraîne un risque de contamination de la ressource en eau. Ce risque, joint aux exigences de qualité de cette dernière, a pour effet un accroissement de son coût et sa fragilisation. Le souci de concilier l'emploi des produits de protection des cultures et la qualité de la ressource en eau a conduit en particulier à l'élaboration du projet EUREKA ISMAP, dont l'objectif est la réalisation d'un système- d'information et d'aide à la décision pour la gestion des pollutions diffuses d'origine agricole . Dans ce système, la composante "modélisation" est appelée à jouer un rôle important. Les travaux présentés dans ce mémoire entrent dans le cadre de cette composante: le but de cette thèse est la conception et l'application à un site-test d'une méthodologie d'utilisation des outils de simulation des transferts en milieu souterrain de l'eau et des contaminants, afin de déterminer les quantités maximales de produits phytosanitaires pouvant être épandues à la surface du sol, sans pour autant risquer de contaminer les captages en aquifère.

Nous nous situons dans le contexte d'ingénierie des systèmes. Nous nous intéressons à la problématique de création, gestion et dissolution des structures de coopération (comme le réseau d'entreprises, l'entreprise virtuelle et l'entreprise étendue). Les méthodologies existantes (CIMOSA, GRAI-GIM, PERA et VERAM) restent génériques et difficiles quant à leur application sur ces structures. Il devient alors nécessaire de leur associer une méthodologie d'ingénierie spécifique. Pour répondre à cette problématique, nous proposons dans le cadre de nos travaux de recherche un cadre d'ingénierie pour les réseaux d'organisations (qui sont des structures de coopération particulières). Ce cadre est en fait le résultat d'une spécialisation à la fois des cadres d'ingénierie de référence de GERAM et de VERAM. Nous proposons essentiellement une architecture de référence, des concepts génériques de modélisation, une méthodologie d'ingénierie et des modèles. Nous présentons ensuite une mise oeuvre de la méthodologie à travers une étude de cas.