Les biocarburants issus de la transformation de la biomasse de deuxième génération (2G), devraient remplacer les carburants fossiles dans le secteur des transports. Cependant, ces biocarburants peuvent contenir de 0.5 à 7.0 pds. % de composés oxygénés résiduels, en particulier des molécules phénoliques qui pendant la combustion dans le moteur peuvent se transformer en benzène qui est fortement cancérigène. Dans ce contexte, le défi qui se présente est de développer un processus d'adsorption sélectif pour éliminer les composés oxygénés de type phénolique des carburants liquides. Pour la première étape de notre travail, nous avons utilisé des calculs DFT pour sélectionner un matériau poreux approprié dans la famille des faujasites échangées aux cations monovalents (cation = H+, Li+, Na+, Cs+, Ag+ et Cu+) afin de trouver une formulation zéolitique avec une très forte affinité pour le phénol en présence d'eau et de toluène (molécule modèle de biocarburant). Nous avons trouvé que l’introduction de sites acides de Brønsted et de Lewis dans la structure de faujasite serait un moyen approprié de purifier sélectivement les biocarburants de deuxième génération en éliminant les molécules de phénol. La deuxième étape consiste à étudier en détail l'élimination du phénol dans une solution d'isooctane sur une faujasite contenant les protons qui ont été considérés comme de bons cations lors de la première étape. Au cours de cette étape, nous nous sommes concentrés sur l'effet du rapport Si/Al sur les capacités d'adsorption et de régénération des zéolithes étudiées. Nous avons utilisé une combinaison puissante de deux types de techniques de modélisation : i) la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) qui a été utilisée pour déterminer les énergies de liaison du phénol avec plusieurs types de formulations de faujasite, ii) les simulations de type Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) qui ont été utilisées pour trouver les capacités d’adsorption de chaque zéolite protonée utilisée. Les résultats obtenus sont comparés à ceux mesurés expérimentalement par la spectroscopie infrarouge, les courbes de percée et les expériences de désorption. Nous avons trouvé que le phénol était éliminé sélectivement de l'isooctane dans les zéolithes HY (Si/Al = 2.5) et USY (Si/Al = 47), avec une capacité maximale d'adsorption de 2.2 mmol·g-1, ce qui correspond à 3 − 4 molécules de phénol par supercage d'une structure de faujasite. La capacité maximale d'adsorption a été atteint plus rapidement dans la DAY (Si/Al = ∞), en raison de la présence de grands pores qui dépendent de la faible densité de sites acides. Nous avons également montré que les zéolithes USY ont une bonne capacité de régénération par rapport aux faujasites à forte concentration de sites protonés. En effet, après désorption à température programmée, il existe une très petite quantité de phénol résiduel dans la faujasite contenant une petite quantité de sites protonés, en accord avec la faible énergie d’adsorption du phénol théorique pour cette formulation. / Biofuels from the transformation of second-generation biomass (2G) are expected to replace fossil fuels in the transport sector. However, the biofuels obtained after the co-treatment (bio- oil refining) still contain 0.5 to 7.0 wt% oxygenated compounds, in particular phenolic molecules, which leads to form carcinogenic benzene during combustion in the engine. In this context, a new challenge is to use selective adsorption to remove phenolic compounds from liquid fuels. As a first step in our work, we used DFT calculations to design a suitable porous material in the family of faujasites exchanged with monovalent cations (cation = H+, Li+, Na+, Cs+, Ag+, and Cu+) in order to find a zeolitic formulation with a high affinity for phenol in the presence of water and toluene (biofuel model molecule). We have found that increasing the amount of the protonated and Lewis acid sites in the faujasite structure would be an appropriate mean of selectively purifying second-generation biofuels by removing phenol molecules. The second step is to study the removal of phenol from an isooctane solution over a faujasite containing protons that was considered as a good cation in the first step. Herein, we focused on the effect of the Si/Al ratio on the adsorption and regeneration capacities of the studied zeolites. For this deeper investigation, we have used a powerful combination of two types of modeling techniques: i) density functional theory (DFT) was used to determine the binding energies of phenol with several types of faujasite formulations, ii) the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) was used to find the adsorption capacities of each used protonated zeolite. The obtained results are compared with those measured by various experimental tools (infrared spectroscopy, breakthrough curves and desorption experiments). As results, we have found that phenol was selectively removed from isooctane into HY (Si/Al=2.5) and USY (Si/Al=47) zeolites with a maximal adsorption capacity of 2.2 mmol·g−1, which corresponds to 3−4 phenol molecules per supercage of a faujasite structure. The adsorption equilibrium was reached more rapidly in DAY (Si /Al = ∞) compared to faujasites with a large amount of protonated sites, due to the presence of large pores at the expense of micro porosity as well as a low density of acidic sites. We have also shown that USY zeolites have good regenerative capacity compared to faujasites with high amounts of protonated sites. Indeed, after temperature programmed desorption, there is a low amount of residual phenol in the faujasite containing a small amount of protonated sites, in agreement with our low adsorption energy of phenol computed for this formulation.

L'inférence d’un système, par la reconstruction de la structure à partir de l’analyse de son comportement, est reconnue comme un problème critique. Dans la théorie des systèmes, la structure et le comportement se situent aux extrémités de la hiérarchie qui définit la connaissance du système. L'inférence d’un système peut être également considérée comme l’escalade de la hiérarchie depuis la connaissance de bas niveau vers la connaissance de plus haut niveau. Ceci n'est possible que sous des conditions maitrisées et justifiées. Dans cette thèse, une nouvelle méthode d'inférence de système est proposée. La méthode proposée étend la technique Process Mining pour extraire des connaissances depuis les données des événements du système. Les aspects de modularité, de fréquence et de synchronisation peuvent être extraits des données. Ils sont intégrés ensemble pour construire un modèle Fuzzy-Discrete Event System Specification (Fuzzy-DEVS). La méthode proposée, également appelée méthode D2FD (Data to Fuzzy-DEVS), comprend trois étapes: (1) l’extraction depuis des journaux d’évènements (registres) obtenus à partir des données générées par le système en utilisant une approche conceptuelle; (2) la découverte d'un système de transition, en utilisant des techniques de découverte de processus; (3) l'intégration de méthodes Fuzzy pour générer automatiquement un modèle Fuzzy-DEVS à partir du système de transition. La dernière étape est de l’implémenter cette contribution en tant que plugin dans l'environnement Process Mining Framework (ProM). Afin de valider les modèles construits, une approximation de modèle basée sur le morphisme et une méthode prédictive intégrée à Granger Causality sont proposées. Deux études de cas sont présentées dans lesquelles le modèle Fuzzy-DEVS est déduit à partir de données réelles, où l'outil SimStudio est utilisé pour sa simulation. Les modèles ainsi construits et les résultats de simulation sont validés par comparaison à d'autres modèles. / System inference, i.e., the building of system structure from system behavior, is widely recognized as a critical challenging issue. In System Theory, structure and behavior are at the extreme sides of the hierarchy that defines knowledge about the system. System inference is known as climbing the hierarchy from less to more knowledge. In addition, it is possible only under justifying conditions. In this thesis, a new system inference method is proposed. The proposed method extends the process mining technique to extract knowledge from event data and to represent complex systems. The modularity, frequency and timing aspects can be extracted from the data. They are integrated together to construct the Fuzzy Discrete Event System Specification (Fuzzy-DEVS) model. The proposed method is also called D2FD (Data to Fuzzy-DEVS) method, and consists of three stages: (1) extraction of event logs from event data by using the conceptual structure; (2) discovery of a transition system, using process discovery techniques; (3) integration of fuzzy methods to automatically generate a Fuzzy-DEVS model from the transition system. The last stage is implemented as a plugin in the Process Mining Framework (ProM) environment. In order to validate constructed models, morphism-based model approximation and predictive method integrated with Granger Causality are proposed. Two case studies are presented in which Fuzzy-DEVS model is inferred from real life data, and the SimStudio tool is used for its simulation. The constructed models and simulation results are validated by comparing to other models.

Dans le contexte économique actuel, il faut proposer des produits personnalisés dequalité, à faible coût et dans des délais de plus en plus courts. La société MABI a choisi devoir chacune de ces contraintes comme une opportunité de repenser ses produits en misantsur l’innovation. Il faut alors optimiser certaines tâches routinières d’ingénierie afin dedégager du temps pour la conception des nouveaux produits. Le travail de recherche réalisés’inscrit dans le cadre d’une thèse en convention CIFRE en partenariat entre la société MABIet le laboratoire IRTES-M3M de l’UTBM. MABI conçoit, assemble, commercialise et assurele service après-vente de produits propres dans le domaine de la protection et la rénovationdes bâtiments. Ses besoins d’amélioration concernent le processus de développement deproduits qui doivent répondre aux besoins des clients tout en respectant des contraintesd’assemblage spécifiques à l’entreprise. La finalité industrielle de la thèse consiste à décliner au niveau du domaine du« Produit », la méthodologie générique élaborée sur la base de notre travail de recherchescientifique. A ce niveau, notre problématique scientifique consiste à rendre opérationnel etdynamique le modèle Multi-Domaines et Multi-Vues (MD-MV), structuré de manière «plutôtstatique», en y apportant des éléments de raisonnement contribuant à créer des interactionsinter-domaines et inter-points de vue. Pour ce qui est du domaine du « Produit », il endécoule la méthodologie FARD (Functional And Robust Design) qui vise à concevoir et àgénérer rapidement l’ensemble des variantes de produits d’une même famille modulaire touten assurant le respect des besoins clients (conception fonctionnelle) et des contraintesd’assemblage à travers une aide à la décision pour le choix de la séquence d’assemblage,contribuant ainsi à créer une interaction dynamique avec le domaine du « Process ». Quatrethèmes de recherche sont abordés : la modularité, la conception fonctionnelle, la conceptionpour l’assemblage (dès les phases amont du processus de conception) et la simulation(accélérée grâce au paramétrage du maillage). Habituellement, le domaine de la modularitéest souvent associé à celui de la conception fonctionnelle ou encore à celui de la conceptionpour l’assemblage, mais rarement les trois ensemble, ce qui constitue la spécificité de nostravaux. Enfin, l’aspect paramétrique de la méthodologie FARD, à travers les liens établisentre les quatre thèmes de recherche évoqués précédemment, rend possible la générationrapide des produits d’une même famille à partir d’un produit générique et ainsi de gagner dutemps de conception, en vue d‘atteindre nos objectifs de conception routinière « HautementProductive ». Trois cas d’études industriels et académiques illustrent l’application et lafaisabilité la méthodologie FARD... / In current economic context, enterprises must provide quality custom products at alower cost and a shorter delay. MABI Company chose to consider these constraints as anopportunity to rethink its products through innovation. Then certain routine tasks must beoptimized to free up time in order to have more time to innovate and design new products.This thesis is part of a CIFRE partnership between the MABI Company and the IRTES-M3Mlaboratory at UTBM. MABI designs, assembles, sells and provides after-sales service ofproducts in the field of the protection and the renovation of buildings. MABI needs ofimprovement are in the development process of its products that must meet customer needs,while respecting its assembly constraints.The industrial purpose of the thesis is to decline in the Product domain, the genericmethodology developed on the basis of our scientific research work. At this level, ourscientific problematic is to make operational and dynamic the Multi-Domains and Multi-Viewsdesign model (MD-MV), structured in a "rather static" way, and to enriched these models byadding reasoning procedures. It follows the FARD methodology (Functional And RobustDesign) which aims to design and quickly generate variants of a modular product family whileensuring compliance with customer requirements (functional design) and assemblyconstraints. Four domains are covered: modularity, functional design, design for assembly (atthe early stages of the design process) and simulation (accelerated through theparameterisation of the mesh). Usually the domain of modularity is often associated withfunctional design or with the design for assembly, but rarely the three together, thatconstitutes one of our added values. Finally, the parametric aspect of the FARDmethodology, that is the link between the four domains, allows accelerated the generation ofproducts of the same family from a generic product and thus saving design time to achieveour goal of "High Productive" routine design. Three industrial and academic case studiesillustrate the application and the feasibility of the FARD methodology...

Dans le contexte économique actuel, il faut proposer des produits personnalisés dequalité, à faible coût et dans des délais de plus en plus courts. La société MABI a choisi devoir chacune de ces contraintes comme une opportunité de repenser ses produits en misantsur l'innovation. Il faut alors optimiser certaines tâches routinières d'ingénierie afin dedégager du temps pour la conception des nouveaux produits. Le travail de recherche réalisés'inscrit dans le cadre d'une thèse en convention CIFRE en partenariat entre la société MABIet le laboratoire IRTES-M3M de l'UTBM. MABI conçoit, assemble, commercialise et assurele service après-vente de produits propres dans le domaine de la protection et la rénovationdes bâtiments. Ses besoins d'amélioration concernent le processus de développement deproduits qui doivent répondre aux besoins des clients tout en respectant des contraintesd'assemblage spécifiques à l'entreprise. La finalité industrielle de la thèse consiste à décliner au niveau du domaine du" Produit ", la méthodologie générique élaborée sur la base de notre travail de recherchescientifique. A ce niveau, notre problématique scientifique consiste à rendre opérationnel etdynamique le modèle Multi-Domaines et Multi-Vues (MD-MV), structuré de manière "plutôtstatique", en y apportant des éléments de raisonnement contribuant à créer des interactionsinter-domaines et inter-points de vue. Pour ce qui est du domaine du " Produit ", il endécoule la méthodologie FARD (Functional And Robust Design) qui vise à concevoir et àgénérer rapidement l'ensemble des variantes de produits d'une même famille modulaire touten assurant le respect des besoins clients (conception fonctionnelle) et des contraintesd'assemblage à travers une aide à la décision pour le choix de la séquence d'assemblage,contribuant ainsi à créer une interaction dynamique avec le domaine du " Process ". Quatrethèmes de recherche sont abordés : la modularité, la conception fonctionnelle, la conceptionpour l'assemblage (dès les phases amont du processus de conception) et la simulation(accélérée grâce au paramétrage du maillage). Habituellement, le domaine de la modularitéest souvent associé à celui de la conception fonctionnelle ou encore à celui de la conceptionpour l'assemblage, mais rarement les trois ensemble, ce qui constitue la spécificité de nostravaux. Enfin, l'aspect paramétrique de la méthodologie FARD, à travers les liens établisentre les quatre thèmes de recherche évoqués précédemment, rend possible la générationrapide des produits d'une même famille à partir d'un produit générique et ainsi de gagner dutemps de conception, en vue d'atteindre nos objectifs de conception routinière " HautementProductive ". Trois cas d'études industriels et académiques illustrent l'application et lafaisabilité la méthodologie FARD...

Les cartes cognitives sont un modèle graphique qui permet de représenter visuellement des influences entre des concepts. Ce modèle est utilisé pour l'aide à la prise de décision. Il dispose pour cela d'une opération, appelée influence propagée, qui calcule l'influence globale de n'importe quel concept de la carte sur n'importe quel autre. Notre première contribution consiste à proposer différents critères de qualité pour valider une carte. Ces critères permettent de s'assurer que l'influence propagée d'un concept sur un autre n'est pas ambiguë. Notre seconde contribution est de synthétiser différentes cartes cognitives produites par différents designers en une carte unique. Nous utilisons pour cela une taxonomie de concepts qui exprime les liens entre les concepts utilisés dans les différents cartes et un ordre de préférence sur ces designers pour gérer les informations contradictoires. Notre troisième contribution consiste à étudier la sémantique qu'on peut donner à une carte cognitive en comparant ce modèle à d'autres modèles de représentation des connaissances. De cette étude, nous définissons le modèle des cartes cognitives probabilistes dans lequel les valeurs des influences sont apparentées à des probabilités. Nous avons également développé un outil logiciel implémentant les différentes notions décrites précédemment.

Cette thèse propose un cadre afin de modéliser, vérifier et générer des allocations de fonctions d'un système embarqué sur des ressources avioniques. Ce cadre est fondé sur l'utilisation du langage Altarica pour décrire formellement la propagation des défaillances au sein d'un système embarqué, sur l'utilisation de techniques de vérification tel que le "model-checking" et la génération d'arbre de défaillances et sur les techniques de résolution de contraintes. Les travaux sont illustrés par deux études de cas: l'allocation de ressources de calcul et de communication à une fonction de "suivi de terrain" d'un avion de chasse, le placement des équipements d'un système hydraulique au sein d'un avion en tenant compte de risques tels que l'éclatement d'un pneu ou d'un réacteur.

La localisation de l'activité électrique cérébrale sur la base des enregistrements électromagnétiques est un domaine dans lequel de nombreux facteurs peuvent altérer le résultat final. Nous avons, ainsi, investigué l'effet du nombre d'électrodes sur la qualité de la localisation des sources électriques cérébrales. Il est démontré, en utilisant les propriétés de la matrice de résolution, que les erreurs de localisation diminuent lorsque le nombre d'électrodes augmente. Cependant, au delà d'une centaine d'électrodes, l'information entre électrodes devient dépendante et la qualité des reconstructions se stabilise. D'autre part il est indispensable de couvrir l'ensemble de l'espace de reconstruction avec les électrodes, afin de minimiser les erreurs de localisation. A l'aide des différents algorithmes d'interpolation suivants : meilleurs voisins, surface splines et splines sphériques, nous avons étudié le comportement des solutions inverses de type norme minimale. Les résultats obtenus pour la composante P100 d'un potentiel évoqué visuel montrent des erreurs de localisation importantes dans le cas d'une interpolation de type meilleurs voisins, alors que l'utilisation de splines sphériques permet de minimiser ces erreurs. Le modèle sphérique utilisé en l'état ne permet pas de prendre en compte l'anatomie cérébrale, la tête étant modélisée sous la forme de sphères concentriques homogènes. Le développement des algorithmes de type BEM et FEM et l'augmentation de la qualité des images IRM anatomiques ont permis l'émergence de ces modèles anatomiques qui s'avèrent cependant assez lourds à manipuler. Nous proposons ici une nouvelle approche permettant l'usage simplifié des modèles sphériques. Après avoir extrait d'une IRM anatomique et défini la surface du scalp en terme de fonctions spline, il est alors possible de projeter cette surface sur celle d'une sphére. Ainsi nous obtenons une IRM sphérique à l'intérieur de laquelle nous pouvons définir notre espace de reconstruction en fonction des tissus cérébraux. Les simulations montrent le gain du point de vue de la localisation. Nous avons par la suite corréler la localisation de phénomènes épileptiques avec des enregistrements intracraniaux chez des patients épileptiques pharmaco-résistants.

Ce travail de thèse étudie la combinaison des processus visuels et sémantiques dans le traitement d'interfaces textuelles, comme des pages web. La méthodologie employée est la simulation de modèles cognitifs, une approche visant à concevoir un programme informatique s'inspirant de modèles cognitifs théoriques et reproduisant au mieux le comportement humain. Notre modèle simule les trajets oculomoteurs d'un utilisateur moyen lors d'une recherche d'information. Les processus mis en jeu dans ce type de tâche sont modélisés afin de reproduire les mouvements oculaires humains enregistrés lors de différentes expérimentations. Aux modèles des processus visuels et sémantiques est ajouté un modèle des processus mnésiques sous-jacents à la recherche d'information. Pour la partie visuelle, le modèle s'inspire des cartes de saillance qui prédisent les zones de l'écran susceptibles d'attirer l'attention, en fonction des informations à bas niveau (couleur, orientation et contraste), ainsi que des propriétés physiologiques de l'œil humain. Pour la partie sémantique, la technique de mesure de similarités sémantiques entre le but de l'utilisateur et les différentes parties de la page employée est LSA (Latent Semantic Analysis) (Landauer, 1998). Pour la partie mnésique, le mécanisme d'Inhibition of Return (Klein, 1999) et le Variable Memory Model (Horowitz, 2006) sont utilisés. Le travail de thèse intègre trois parties: conception d'un modèle théorique d'interaction, conception de l'outil de simulation, et mise en place d'expérimentations psychophysiques de relevés oculométriques permettant de valider et d'affiner le modèle proposé.

Cette thèse a pour but de proposer toutes les avancées possibles dans l'utilisation du modèle de propagation Multi-Resolution Frequency-Domain ParFlow (MR-FDPF). Etant un modèle de propagation radio déterministe, le modèle MR-FDPF possède un haut niveau de précision, mais souffre des limitations communes à tous les modèles déterministes. Par exemple, un canal radio réel n'est pas déterministe, mais un processus aléatoire à cause par exemple des personnes ou objets mobiles, et ne peut donc être décrit fidèlement par un modèle purement déterministe. Dans cette thèse, un modèle semi-déterministe est proposé, basé sur le modèle MR-FDPF, qui introduit une part stochastique pour tenir compte des aspects aléatoires du canal radio réaliste. La partie déterministe du modèle est composée du path loss (atténuation d'espace), et la partie stochastique venant du shadow fading (masquage) et du small scale fading (évanouissement). De même, de nombreux simulateurs de propagation radio ne proposent que la prédiction de la puissance moyenne. Mais pour une simulation précise de la propagation radio il convient de prédire également des informations de fading permettant dès lors une prédiction précise du taux d'erreur binaire (BER) potentiel. Dans cette thèse, l'information de fading est déduite des simulations MR-FDPF et par la suite des valeurs réalistes de BER sont données. Enfin, ces données réalistes de BER permettent d'évaluer l'impact de schémas de modulation adaptatifs. Des résultats sont présentés dans trois configurations : systèmes SISO (mono-antenne à l'émission et à la réception), systèmes à diversité de type MRC, et systèmes large bande de type OFDM.

On établit la dimension de l'enveloppe convexe des couplages maximums d'un graphe, avec un résultat sur le cas des couplages parfaits. On étudie le squelette des polytopes. On démontre que si chaque sommet du polytope peut être représenté par un vecteur à valeurs 0 ou 1 alors ce squelette est soit un hypercube soit Hamilton connexe. On considère le polyèdre associé au problème du voyageur de commerce. Une méthode de décomposition permet de décrire entièrement ce polyèdre dans un cas particulier. Pour une version dite graphique de ce problème, on donne un ensemble d'inéquations nécessaires a la description du polyèdre associé.