La modélisation dans le domaine de l'agro-écologie est importante car elle permet de mieux comprendre les interactions entre l'environnement et les activités humaines. Des travaux basés sur la simulation ont été développés depuis des années. Cependant, non seulement ces outils restent difficiles à utiliser par les utilisateurs non experts, mais aussi le coût des modèles rend leur utilisation difficile à case de la complexité élevée en cas d'application réelle. Nous proposons une approche qui consiste à représenter le système étudié dans un formalisme de système à événements discrets qui est bien adapté quand la dynamique du système est liée à des interactions entre les entités concernés. Ceci permet de profiter l'efficacité du model-checking pour étudier le comportement du système modélisé et d'utiliser la synthèse de contrôleur pour générer automatiquement des stratégies optimales. Nous présentons deux contributions dans cette thèse. La première contribution concerne le projet EcoMata. Cette modélisation qualitative en automates temporisés pour un réseau trophique marin de type proie-prédateur permet d'analyser l'écosystème à l'aide de model-checking sans avoir à faire des simulations. Des scénarios de requête prédéfinis ont été développés dans un langage naturel pour que les utilisateurs non expert puissent faire des requêtes sur les réseaux trophiques sans avoir des connaissances sur la langage TCTL. Nous avons amélioré la génération automatique d'automates temporisés à partir d'une description des équation Lotka-Votera. Nous avons aussi proposé une approche de synthèse de contrôleur pour générer automatiquement des stratégies optimales de gestion de pêche. Le prototype logiciel EcoMata implémente l'ensemble des propositions incluant la recherche de stratégies optimales. Dans la seconde contribution, nous proposons une modélisation hybride en automates temporisés d'une exploitation de pâturage. Cette modélisation hybride combine un modèle numérique de la croissance d'herbe et un modèle qualitatif des activités de pâturage. Une structure hiérarchique organise les modèles dans quatre couches: la couche biologique, la couche activité, la couche décisionnelle et la couche d'horloge. Nous proposons quatre méthodes pour générer des stratégies optimales des activités de pâturage. La première méthode est appliquée à la recherche de stratégies optimales de la mise au pâturage. Trois méthodes sont dédiées à la recherche de stratégies optimales de la fertilisation. Une d'entre elles utilise la synthèse de contrôleur alors que les deux autres combinent la synthèse de contrôleur et l'apprentissage supervisé pour générer des stratégies génériques par type d'exploitation. Un prototype logiciel PaturMata a été développé implémentant cette modélisation, permettant aux utilisateurs de simuler des scénarios de pâturage et rechercher des stratégies optimales de mise au pâturage. / The modeling in the domain of agro-ecology is important since it helps us to better understand the interactiosn between the environment and the human activities. Some research works based on simulation has been carried out during the recent years. Mainwhile, not only these simulation tools are difficult to use by the non expert users, but also the high complexity of models makes interactive uses impossible. We propose an approch in which we represent the system to be studied in a discret event system formalism. This kind of representation benefits the efficiency of model-checking and makes it possible to use controller synthesis to generate strategies. We present two contributions in this thesis. The first one concerns the project EcoMata. This project proposes a qualitative modelling which represents a marine prey-predator type food chain in timed automata. Predifined query patterns in natural langurage are also proposed which allow users to investigate easiy the food chain. We have improved the efficiency of the algorithm of timed automata generation and also developped a strategy synthesis method to generate best fishing management strategy. The prototype software EcoMata implements all these propositions including the best strategy synthesis. In the second contribution, we propose a hybrid modelling which represents grazing activities in timed automata. This hybrid modelling combines a numerical grass model and a qualitative grazing model. These sub models are organized in a hierarchical struture of four layers: the biological layer, the activity layer, the decision layer and the clock. We propose four methods to generate best grazing management strategy. One of these methods is applied to the movement of herd. The other three methods are applied to fertilization among which one of them use controller synthesis on timed automata and the other two combine controller synthesis and machine learning to generate generic strategy for a exploitation type. A prototype software PaturMata has been developped which implements this modelling method and the generation of the best strategy of herd movement.

Les systèmes de surveillance et de supervision jouent un rôle majeur pour la sécurité des installations industrielles et la disponibilité des équipements. Signaler le plus tôt possible à l'opérateur les écarts détectés par rapport au comportement nominal prévu est fondamental pour la mise en œuvre des actions préventives et correctives sur le procédé. Certains types d'installations tels que les procédés chimiques et de traitement par lots (batch systems) présentent une grande complexité pour la commande/surveillance en raison de leur caractère hybride (aspects continus et discrets étroitement liés), du nombre de variables mis en jeu et de la complexité de leurs relations. Cette complexité est accentuée par la nécessité de nombreux changements de modes opératoires qui conduisent à de nombreuses phases transitoires. <br />La surveillance de ces phases transitoires est délicate. Le nombre élevé de variables à considérer rend difficile l'interprétation du comportement du procédé. En cas de défaut, un diagnostic devient alors une tâche complexe. Les écarts, même marginaux, par rapport au comportement nominal souhaité doivent être surveillés de façon à avertir l'opérateur sur des évolutions non prévues qui peuvent aboutir à une défaillance. Les écarts marginaux peuvent indiquer un dysfonctionnement qui dégénère lentement ou encore une conduite inadéquate de l'opérateur ou du système de pilotage. <br />Pour faire face à la complexité, le système de commande/surveillance est hiérarchisé selon la hiérarchie procédurale proposée par la norme ISA88. Notre démarche de surveillance et diagnostic se situe à deux niveaux hauts de cette hiérarchie procédurale : i) au niveau d'une opération et plus particulièrement lors du transitoire du mode opératoire (MOt) où les relations d'influence entre les variables sont faiblement connues ou non connues, ii) au sein d'une phase où les relations d'influence sont connues dans un intervalle de temps appartenant à l'horizon du mode opératoire.<br />Concernant la complexité des relations des variables mises en jeu, il n'est pas toujours facile et forcément nécessaire une modélisation précise de la dynamique du procédé. Dans ce cas, les approches qualitatives permettent une représentation avec un degré d'abstraction plus en adéquation avec le niveau haut de surveillance considéré. <br />Pour cela, nous proposons une abstraction des dynamiques continues basée sur un raisonnement temporel et événementiel compatibles avec les niveaux de la hiérarchie de surveillance. Cette abstraction est basée sur un partitionnement temporel flou de la dynamique des variables importantes définissant ainsi un ensemble d'états qualitatifs. Des mécanismes de vérification et de rétablissement de cohérence temporelle entre les variables sont proposés de façon à décrire les relations dynamiques locales existantes. Pour son pouvoir de représentation et pour rester cohérent avec une approche hiérarchique basée réseau de Petri, les Réseaux de Petri Temporels Flous ont été choisis.

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet FUI RIDER (Research for IT Driven Energy efficiency) qui vise à développer un système de gestion de l'énergie faiblement dépendant du bâtiment à contrôler et propose une nouvelle approche pour réduire les coûts énergétiques. Cette approche exploite la notion de confort thermique afin de calculer de nouvelles consignes à fournir au système de contrôle du conditionnement du bâtiment. L'approche s'appuie sur l'idée que le confort thermique est une notion multidimensionnelle subjective. La littérature propose des modèles statistiques pour appréhender le confort thermique. Malheureusement, ces modèles sont fortement non linéaires et non interprétables ce qui rend difficile leur utilisation pour la conduite ou l'optimisation. Nous proposons un nouveau modèle de confort basé sur la théorie de l'utilité multi attributs et les intégrales de Choquet. L'intérêt d'un tel modèle est qu'il est interprétable en termes de préférences pour la conduite, linéaire par simplexe ce qui facilite la résolution des problèmes d'optimisation, et plus concis qu'un système de contrôle à base de règles. Dans la seconde partie de ce travail, le THermal Process Enhancement (THPE) s'intéresse à l'obtention efficiente des consignes calculées avec le modèle du confort thermique. Le THPE se base sur un raisonnement approché établi à partir d'un modèle qualitatif enrichi EQM (Extended Qualitative Model). L'EQM est le résultat de l'étude mathématique et qualitative des équations différentielles régissant les processus thermiques. Il est enrichi en continu par un système de gestion de l'expérience basé sur un apprentissage avec pénalités qui fournit les informations quantitatives nécessaires pour inférer des recommandations de conduite quantifiées à partir des tendances modélisées dans l'EQM. L'EQM et les raisonnements associés requièrent peu de paramètres et sont opérationnels même si la base d'apprentissage est initialement vide au lancement de RIDER. Le système de gestion de l'expérience permet simplement de quantifier les recommandations et de converger plus vite vers une commande optimale. Le raisonnement à base de modèles qui supporte notre approche est faiblement dépendant du processus thermique, pertinent dès le lancement de RIDER et se prête facilement au changement d'échelle de l'analyse thermique d'un bâtiment. Les performances de notre THPE, sa stabilité et son adaptation par rapport aux variations de l'environnement sont illustrées sur différents problèmes de contrôle et d'optimisation. Les commandes optimales sont généralement obtenues en quelques itérations et permettent d'avoir un contrôle adaptatif et individuel des pièces d'un bâtiment. / The present work is part of the FUI RIDER project (Research for IT Driven Energy efficiency). It aims to develop an energy management system that has to be weakly dependent on building's specificities in order to be easily deployed in different kinds of buildings. This work proposes a new approach based on the thermal comfort concept in order to reduce energy costs. This approach takes advantage of the thermal comfort concept in order to compute new optimized setpoints for the building energy control system. It relies on the idea that thermal comfort is a subjective multidimensional concept that can be used to reduce energy consumption. The literature provides statistical thermal comfort models but their complexity and non-linearity make them not useful for the control and optimization purposes. Our new thermal comfort model is based on the multi attributes utility theory and Choquet integrals. The advantages of our model are: its interpretability in term of preference relationships, its linearity in simplex regions which simplifies optimization problems' solving, and its compact form which is more tractable than a rule based control formalism. In the second part of this work, the THermal Process Enhancement (THPE) proposes a control system approach to efficiently reach the optimized setpoints provided by the comfort model. The THPE proposes an efficient and simple thermal control approach based on imprecise knowledge of buildings' special features. Its weak data-dependency ensures the scalability and simplicity of our approach. For this, an extended thermal qualitative model (EQM) is proposed. It is based on a qualitative description of influences that actions' parameters may have on buildings' thermal performances. This description results from the mathematical and qualitative analysis of dynamical thermal behaviors. Our thermal qualitative model is then enriched by online collecting and assessing previous thermal control performances. The online learning provides the necessary quantitative information to infer quantified control recommendations from the qualitative tendencies displayed by the EQM. Thus, an approximate reasoning based on the EQM and an online learning coupled with a penalty function provides smart thermal control functionalities. The EQM based approximate reasoning guarantees our control system weak dependency with regard to the building special features as well as its multi-scale applicability and its relevancy even for RIDER's first start when the learning database lacks of information. The performances of our THPE are assessed on various types of control and optimization issues. An optimal control is generally achieved in a few iterations which allows providing an adaptive and individual control of building's rooms.

Le contrôle de l'évolution des logiciels exige une compréhension profonde des changements et leur impact sur les différents artefacts du système. Nous proposons une approche de multi-modélisation pour l'analyse d'impact du changement pour une compréhension des effets des modifications prévus ou réels dans les systèmes distribués. Ce travail consiste à élaborer une modélisation des artefacts logiciels et de leur différents liens d'interdépendance pour construire un système à base de connaissance permettant, entre autres, d'assister les développeurs et les chargés de l'évolution des logiciels pour étblir une évaluation a priori de l'impact des modifications.La modélisation que nous élaborons intègre deux descriptions majeures des logiciels, dans un premier temps, la description structurelle sous-jacente qui englobe l'ensemble des niveaux granulaires et l'abstraction des constituants logiciels, et ensuite la description qualitative conçue pour s'intégrer à la description précédente. Deux modèles, d'abord élaborés individuellement pour les deux descriptions respectives, ont été intégrés ou mis en correspondance dans l'objectif d'étudier l'impact de toute modification et sa potentielle propagation à travers les constituants logiciels concernés. Lors de chaque modification, il devient alors possible d'établir un bilan qualitatif de son impact. La modélisation intégrée est élaborée pour se prêter à un raisonnement à base de règles expertes. La modélisation proposée est en cours d'expérimentation et validation à travers le développement d'une plate-forme d'implémentation basée sur l'environnement Eclipse. / The software evolution control requires a complete understanding of the changes and their impact on the various systems artifacts. We propose a multi-modeling approach for the change impact analysis to provide assistance in understanding the effects of projected or actual changes in distributed software systems. This work elaborate the modeling of software artifacts along with their various interdependencies to build a knowledge-based system, which allows, among others, an assistance for the software developers or maintenance engineers to establish an a priori evaluation of impact of changes. The model we develop integrates two major descriptions of software, at first, the underlying structural description that encompasses the levels of granularity and abstraction of software artifacts, and then the qualitative description designed to integrate the structural description. Initially, the formal models are designed separately for the respective descriptions, and then these are integrated for the objective to study the change impact and its potential propagation through the affected software artifacts. For a change, it is important to establish a qualitative assessment of its impact. The integrated modeling leads to a reasoning based on expert rules. The proposed model is being tested and validated through the development of a platform, implemented in the Eclipse environment.

Cette thèse propose de combiner deux types de connaissances : la connaissance du comportement d'un système (utilisée pour l'analyse diagnostique) et la connaissance issue de l'analyse AMDEC (Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et leurs Criticités) du système. Pour que ces connaissances puissent être supplémentaires, un formalisme commun à ces deux connaissances est proposé. Dans la suite, les résultats de l ?analyse AMDEC, en tant que connaissance experte supplémentaire au modèle comportemental, sont intégrés lors de l'analyse diagnostique pour affiner cette analyse diagnostique. D'un autre côté, une méthode de pronostic de défaillances/défauts est proposée en intégrant les résultats de l'analyse diagnostique aux résultats de l'analyse AMDEC. Cette thèse se conclut par une application des méthodes proposées sur un procédé exothermique industriel.

Le territoire rural de marge est une " entité paradoxale " à la fois tiraillée entre de puissants voisins, des influences culturelles différentes, mais disposant d'une personnalité singulière. Dotée de ressources endogènes limitées, elle est dépendante des aires urbaines de son environnement proche et lointain pour bénéficier d'emplois divers et bien rémunérés, ainsi que pour accéder à des services variés. Pour autant, elle continue à s'individualiser comme une entité propre. De par ses carences, le territoire rural de marge est tributaire d'apports exogènes. Toutefois, cette ouverture est très sélective et autorégulée. L'identité d'un tel territoire se joue à différentes échelles de temps dans une succession de phases d'ouverture et de refondation. Elle est un objet particulièrement complexe. Sa modélisation requiert une exploration, une analyse et une exploitation de cette complexité. Nous la relevons à différents niveaux : emboîtements d'échelle, liaison entre des acteurs divers, de même qu'entre ces acteurs et le territoire lui-même. Nous fondons notre approche de l'objet sur un présupposé majeur : l'identité d'un territoire se décline à l'échelle collective comme à l'échelle individuelle. Il existe entre l'identité territoriale collective et les identités territoriales individuelles une liaison complexe. Notre démarche consiste de ce fait à retrouver les dimensions de l'univers territorial collectif à partir de celles d'une collection d'individus représentatifs du territoire. Par conséquent, la pierre angulaire du travail a été la conception d'un modèle de l'identité territoriale individuelle, dont la traduction graphique est une silhouette. Le profil identitaire collectif est obtenu par la confrontation des profils individuels. L'application du modèle à l'Alsace Bossue et à deux périodes distantes de près de 100 ans a livré quelques résultats. En 1920-30, l'identité de l'Alsace Bossue est une identité insulaire étroite composant avec une ouverture très sélective à des espaces de circulation intergénérationnels. En 2010, l'identité est marquée par une plus grande ouverture, cependant régulée par un arbitrage et une tension généralisés entre des attaches et un besoin d'émancipation, ce que l'on appelle une synergie des contraires.

Le territoire rural de marge est une « entité paradoxale » à la fois tiraillée entre de puissants voisins, des influences culturelles différentes, mais disposant d’une personnalité singulière. Dotée de ressources endogènes limitées, elle est dépendante des aires urbaines de son environnement proche et lointain pour bénéficier d’emplois divers et bien rémunérés, ainsi que pour accéder à des services variés. Pour autant, elle continue à s’individualiser comme une entité propre. De par ses carences, le territoire rural de marge est tributaire d’apports exogènes. Toutefois, cette ouverture est très sélective et autorégulée. L’identité d’un tel territoire se joue à différentes échelles de temps dans une succession de phases d’ouverture et de refondation. Elle est un objet particulièrement complexe. Sa modélisation requiert une exploration, une analyse et une exploitation de cette complexité. Nous la relevons à différents niveaux : emboîtements d’échelle, liaison entre des acteurs divers, de même qu’entre ces acteurs et le territoire lui-même. Nous fondons notre approche de l’objet sur un présupposé majeur : l’identité d’un territoire se décline à l’échelle collective comme à l’échelle individuelle. Il existe entre l’identité territoriale collective et les identités territoriales individuelles une liaison complexe. Notre démarche consiste de ce fait à retrouver les dimensions de l’univers territorial collectif à partir de celles d’une collection d’individus représentatifs du territoire. Par conséquent, la pierre angulaire du travail a été la conception d’un modèle de l’identité territoriale individuelle, dont la traduction graphique est une silhouette. Le profil identitaire collectif est obtenu par la confrontation des profils individuels. L’application du modèle à l’Alsace Bossue et à deux périodes distantes de près de 100 ans a livré quelques résultats. En 1920-30, l’identité de l’Alsace Bossue est une identité insulaire étroite composant avec une ouverture très sélective à des espaces de circulation intergénérationnels. En 2010, l’identité est marquée par une plus grande ouverture, cependant régulée par un arbitrage et une tension généralisés entre des attaches et un besoin d’émancipation, ce que l’on appelle une synergie des contraires. / The marginal rural territory is a “paradoxical entity”, torn between powerful neighbors and diverse cultural influences, but still possessing a unique personality. As it contains limited endogenous resources, this type of territory depends on nearby or distant urban areas in order for its residents to benefit from diverse and well-paying jobs, as well as for access to various services. Even so, it continues to develop an individual identity as a separate entity. Due to its shortcomings, the marginal rural territory is dependent on external provisions. Nevertheless, this openness is very selective and self-regulated. The identity of such a territory is acted out on different time scales in a succession of phases of openness and rebuilding. It is a particularly complex subject. Its modelling requires the exploration, analysis and harnessing of this complexity. We observe it at different levels: changes in scale, links between the various actors, even between these actors and the territory itself. We base our approach toward this subject on a major presupposition: the identity of a territory is defined on a collective as well as an individual scale. The link between collective territorial identity and individual territorial identities is quite complex. Our work consists in tracing the dimensions of the collective territorial universe, based on those of a collection of individuals who represent the territory. As a result, the cornerstone of this work was the creation of a model of individual territorial identity, the graphical translation of which provides a visual representation. The collective identity profile is obtained by the comparison of individual profiles. The application of the model to the Alsace Bossue region during two periods of time separated by nearly 100 years provided us with some results. In 1920-30, Alsace Bossue presented a narrow, insular identity with a very selective openness to inter-generational spaces of circulation. In 2010, its identity is marked by a greater openness, regulated however by generalized arbitration and tension between ties, and by a need for emancipation, what we call a synergy of opposites.

Le domaine de la modélisation du trafic routier vise à comprendre son évolution. Dans les dernières années, plusieurs modèles du trafic ont été proposés dans l’objectif de géolocaliser les embouteillages au sein du trafic, détecter des motifs dans le trafic routier, estimer l’état du trafic etc. La plupart des modèles proposés considèrent le trafic routier en termes de ses constituants ou comme une entité agrégée en fonction de l’échelle choisie et expliquent l’évolution du trafic quantitativement en tenant compte des relations entre les variables de trafic comme le flot, la densité et la vitesse. Ces modèles décrivent le trafic en utilisant des données très précises acquises par différents capteurs. La précision des données rend son calcul coûteux en termes de ressources requises. Une des solutions à ce problème est la représentation qualitative du trafic routier qui réduit le nombre de ressources de traitement nécessaires. Puisque le trafic routier est un phénomène spatio-temporel, les modèles proposés pour représenter ce type de phénomène pourraient être appliqués dans le cas du trafic routier. Les modèles spatio-temporels, proposés par la communauté de l’Analyse Spatio-Temporelle, ont comme objectif la représentation d’un phénomène tant du point de vue qualitatif que quantitatif. Certains de ces modèles proposent une discrétisation des phénomènes modélisés en considérant un phénomène comme constitué d’entités. Appliquée au trafic routier, cette notion permet d’identifier différentes entités, comme les véhicules, les piétons, les bâtiments etc., qui le constituent. Ces entités influent sur l’évolution du trafic. Les modèles spatio-temporels qualitatifs définissent l’effet des différentes entités les unes sur les autres en terme de relations spatiales. L’évolution spatio-temporelle du phénomène modélisé est représenté par la variation temporelle de ces relations. La prise en compte des entités du trafic et des relations spatiales formalise une structure qui peut être représentée en utilisant un graphe, où les nœuds modélisent des entités et les arcs des relations spatiales. Par conséquent, l’évolution du trafic, modélisée via ce graphe, devient l’évolution du graphe et peut être représenté en terme de la variation de la structure du graphe ainsi que celle des attributs de ses nœuds et de ses arcs. Dans cette thèse, nous proposons une modélisation du trafic routier de ce type basée sur la théorie des graphes. Une des applications à la modélisation du trafic routier est la détection des motifs pertinents au sein du trafic. Dans les modèles du trafic existants, les motifs détectés sont statistiques et sont représentés en utilisant des caractéristiques numériques. Le modèle que nous pro posons dans cette thèse met en avant la structure représentant le trafic routier et peut donc être utilisé pour définir des motifs structurels du trafic qui prennent en compte des différentes entités du trafic et leurs relations. Ces motifs structurels sont sous-jacents à une modélisation sous forme de graphe dynamique. Dans cette thèse, nous proposons un algorithme pour détecter ces motifs structurels du trafic dans le graphe spatio-temporel représentant le trafic routier. Ce problème est formalisé comme celui de l’isomorphisme de sous-graphe pour des graphes dynamiques. L’algorithme proposé est évalué en fonction desdifférents paramètres de graphes. / For past several decades, researchers have been interested in understanding traffic evolution, hence, have proposed various traffic models to identify bottleneck locations where traffic congestion occurs, to detect traffic patterns, to predict traffic states etc. Most of the existing models consider traffic as many-particle system, describe it using different scales of representation and explain its evolution quantitatively by deducing relations between traffic variables like flow, density and speed. Such models are mainly focused on computing precise information about traffic using acquired traffic data. However, computation of such precise information requires more processing resources. A way to remedy this problem is to consider traffic evolution in qualitative terms which reduces the required number of processing resources. Since traffic is spatio-temporal in nature, the models which deal with spatio-temporal phenomenon can be applied in case of traffic. Such models represent spatio-temporal phenomenon from qualitative as well as quantitative standpoints. Depending on the intended application, some models are able to differentiate between various entities taking part in the phenomenon, which proves useful in case of traffic since different objects like vehicles, buildings, pedestrians, bicycles etc., directly affecting traffic evolution, can be included in traffic models. Qualitative spatio-temporal models consider the effects of different entities on each other in terms of spatial relations between them and spatio-temporal evolution of the modeled phenomenon is described in terms of variation in such relations over time. Considering different traffic constituents and spatial relations between them leads to the formation of a structure which can be abstracted using graph, whose nodes represent individual constituents and edges represent the corresponding spatial relations. As a result, the evolution of traffic, represented using graph, is described in terms of evolution of the graph itself, i. e. change in graph structure and attributes of nodes and edges, with time. In this thesis, we propose such a graph model to represent traffic. As mentioned above, one of the applications of existing traffic models is in detecting traffic patterns. However, since such models consider traffic quantitatively, in terms of acquired traffic data, the patterns detected using such models are statistical (a term employed by Pattern Recognition researchers) in the sense that they are represented using numerical description. Since graph-based traffic model proposed in this thesis represents the structure of traffic, it can be employed to redefine the meaning of traffic patterns from statistical to structural (also a term from Pattern Recognition community). Structural traffic patterns include different traffic constituents and their inter-links and are represented using time-varying graphs. An algorithm to detect a given structural traffic pattern in the spatio-temporal graph representing traffic is proposed in this thesis. It formalizes this problem as subgraph isomorphism for time-varying graphs. In the end, the performance of the algorithm is tested using various graph parameters.

Dans le contexte actuel de crise énergétique mondial, la consommation d'énergie et l'empreinte carbone, prennent une influence inévitable dés la conception architectonique,premier maillon du processus de construction. Les nouvelles contraintes associées aux accords internationaux tels que, le Sommet de Rio (1992), le protocole de Kyoto (1997) et,spécifiquement en France, le Grenelle Environnement (2007), diversifient le nombre des intervenants dans la conception architecturale, réservée traditionnellement aux architectes.La course pour diviser par deux la consommation énergétique des bâtiments (RT 2012),ainsi que lʼobjectif de diviser par quatre les émissions de gaz à effet serre à l'horizon 2050,mettent en péril la liberté du processus créatif architecturale. Des exigences si fortes dérivent vers des solutions techniques banalisantes et amènent à la standardisation et à la délocalisation des éléments architecturaux. L'objectif de cette recherche est de placer la démarche architectonique de nouveau au centre de la conception durable. Ceci devient possible en validant la performance de la forme de la maison en tant que réponse efficace face à des contraintes environnementales. Pour cela nous nous intéressons à la maison vernaculaire, toujours caractérisée par des formes simples et adaptées à leur contextes socioculturel et géo-climatique. Cet habitat, qui est le résultat d'une optimisation sur du long terme, est forcément durable. L'habitat vernaculaire est analysé ici à la recherche des motivations qui l'ont façonné. Pour cela sont considérés des circonstances géographiques et climatiques qui peuvent déterminer la forme de ces maisons. Nous estimons qu'il est possible d'obtenir de l'information sur l'environnement géoclimatique à partir de l'analyse de déterminants architectoniques visibles, et d'identifier des relations d'influence qui les lient. Ces relations d'influence sont modélisées suivant une approche qui s'appuie sur une représentation qualitative de la connaissance. L'établissement d'un modèle construit à partir de fonctions qualitatives, permet d'effectuer un raisonnement automatique, à partir de la connaissance recueillie sur l'environnement géo-climatique, pour établir les déterminants architectoniques visibles correspondants. Finalement l'outil proposé a une double vocation : permettre d'évaluer la performance de la forme des nouvelles constructions et structurer une démarche de conception d'habitations adaptées à un contexte local. / In the context of the current energy crisis, energy consumption and the carbon trace have become a mayor influence in the architectonic conception, the first link in the construction process. Recent constrains associated with international agreements such as the Rio Summit (1992), the Kyoto Protocole and, specifically in France, Grenelle delʼEnvironnement Round Table (2007), have diversified the number of stakeholders in the architectural conception, traditionally reserved to architects. The race to reduce by hal fenergy consumption in buildings (RT 2012) as well as the goal to cut by four greenhouse gas emissions by 2050 (Grenelle de lʼEnvironnement), puts the architectural creative process in jeopardy. Such demanding requirements favor trivial technical solutions and encourage standardization and off shoring of architectural elements.This researchʼs purpose is to place the architectural approach at the center of the sustainable conception. This allows the validation of the performance of a houseʼs shape as an effective response to environmental constrains. For this, we have placed our interest in the vernacular house, usually characterized by simple forms and adapted to their sociocultural and geo-climatic context. This habitat, which has resulted from a long term optimization, is inevitably sustainable. The vernacular habitat is analyzed herein in the search of the motivations that have shaped it. In consequence, geographical and climate circumstances that could have determined the shape of houses have been considered. We claim that from the analysis of visible architectural features it is possible to obtain information on the geo-climatic environment as well as the influence relationships that connect them.These influence relationships are modeled following a qualitative approach supported by a qualitative representation of knowledge. The representation, based upon qualitative functions, enables automatic reasoning, starting from gathered awareness of geo-climatic environment, for establishing corresponding architectural features. Finally, the modeled result both allows the evaluation of the form of new houses and assist the conception of houses adapted to their local context.

Les macroinvertébrés benthiques entretiennent un ensemble complexe d’interactions. Les échelles spatiales et temporelles des processus formant la base de ces interactions ont traditionnellement limité leur étude empirique. Le premier chapitre du manuscrit tente une revue des outils de modélisation utilisés dans l’étude du benthos marin.Même si l’implémentation d’un modèle mécaniste semble s’ajuster aux communautés benthiques, son utilisation nécessite la création d’un nombre limité d’entités avec un rôle fonctionnel clair. Le second chapitre du manuscrit utilise l’hypothèse des groupes émergents, afin de faire cela via une procédure objective et testable. Le groupement est testé face aux postulats théoriques et les résultats supportent sa capacité à reproduire la diversité fonctionnelle dans l’estuaire de la Rance.Le manque de connaissances dans l’attribution des relations entre les composantes fonctionnelles reste important. Le troisième chapitre du manuscrit s’inscrit dans ce besoin, basé sur des théories écologiques qui prévoient l’existence de trade-offs fonctionnels opérant à grande et petite échelle. Dans un premier temps, ces éléments sont incorporés dans des modèles qualitatifs des groupes fonctionnels.Malgré l’intérêt du développement et de l’analyse de modèles qualitatifs, le but d’étudier la dynamique et le comportement spatialement explicite de la biodiversité ne peut être atteint que par un modèle avec ces mêmes caractéristiques. Le quatrième chapitre du manuscrit présente l’architecture d’un modèle individu-centré, en mettant l’accent sur le transfert des règles d’interactions des modèles qualitatifs vers un cadre dynamique et spatialement explicite. / Benthic macroinvertebrates are part of a complex network of interactions. The spatial and temporal scales of the processes that form the basis for these interactions have traditionally restricted their empirical investigation. The first chapter of the manuscript attempts a review of the modelling tools that have been employed for the study of the marine benthos.The implementation of a mechanistic modelling framework seems fitting, but it requires the derivation of a few model entities with a clear functional role. The second chapter of the manuscript employs the emergent group hypothesis to do that in a way that is objective and testable. The resulting grouping is tested against theoretical expectations and the results support its ability to represent functional diversity in the Rance estuary.The lack of knowledge for the attribution of relationships among functional components is still important. The third chapter of the manuscript addresses this issue based on ecological theories that predict the existence of functional trade-offs operating at both large and small spatial scales. In a first inception of the system, these elements are incorporated in the form of general rules of interaction into qualitative models of the functional groups.In spite of the interest in developing and analysing qualitative models, the goal of studying the dynamic and spatially explicit behaviour of benthic biodiversity can only be reached by a model with the same characteristics. The fourth chapter of the manuscript presents the architecture of an individual-based model, primarily transferring the rules of interaction from the qualitative models to a dynamic and spatially explicit framework.