Les matériels mobiles actuels, et les téléphones mobiles en particulier, sont équipés de différentes technologies sans fil qui augmentent et diversifient leurs capacités de communication. L’utilisation combinée et efficace de ces technologies offre des possibilités variées et accrues en termes de services et d’applications. Néanmoins elle requiert la réalisation d’analyses fines en matières de sécurité et de choix du mode de communication à utiliser en fonction de critères dépendant du contexte : coût énergétique, coût financier, préférences des entités impliquées, préservation de la vie privée, etc. Cette problématique est apparue comme une question clé au sein du projet Smart Urban Spaces dans le cadre duquel s’inscrit cette thèse. Notre contribution à ce projet est la création d’applications collaboratives qui utilisent de façon appropriée la gamme des technologies sans fil disponibles sur les matériels considérés. En d’autres termes, on cherche à utiliser les moyens de transmission les plus appropriés (au sens des critères indiqués plus haut) que deux ou plusieurs équipements mobiles peuvent utiliser pour réaliser leurs échanges, qui plus est, sans que cela ne nécessite de connaître leurs positions respectives. La transparence de la localisation des cibles devient ainsi une règle. On peut synthétiser la question centrale que nous avons choisie d’étudier de la manière suivante : comment faire communiquer un ensemble de terminaux mobiles (des téléphones portables en particulier) de façon sécurisée en utilisant la technologie la plus adaptée en fonction du contexte ? Notre objectif est de proposer une réponse à cette question en définissant une plate-forme multi-niveaux prenant en compte les différentes technologies disponibles sur les équipements considérés. Il s’agit en particulier d’identifier l’ensemble des éléments à prendre en compte dans la conception de la plate-forme, de les modéliser, de développer des applications de référence et de valider la pertinence des solutions proposées par des tests, ainsi que des évaluations qualitatives et quantitatives. / Current mobile devices, and mobile phones in particular, are equipped with different wireless technologies that increase and diversify their communication capabilities.The combined and effective use of these technologies offers various opportunities in terms of services and applications. However, it requires detailed analysis in terms of security and choice of the communication mean to use according to context-dependent criteria : energy costs, financial costs, preferences of the involved entities, privacy issues, etc. This problem has emerged as a key issue in the Smart Urban Spaces project in which this thesis was carried out. Our contribution to this project is the creation of collaborative applications adequately using the available wireless technologies on the considered equipments. In other words, we try to use the most appropriate communication mean (according to the criteria listed above) that two or more mobile devices can use to perform exchanges (without considering their respective positions). Then, the transparency of targets localization becomes a rule.We can synthesize the central question that we have chosen to study in the following manner : how to allow a set of mobile terminals (mobile phones in particular) to securely communicate using the most appropriate technology depending on the context ? Our goal is to answer this question by defining a multilevel platform taking into account the different technologies available on the considered equipments. It is necessaty to identify the elements to consider in the design of the platform, to model them, to develop reference applications and to validate the relevance of the proposed solutions with qualitative and quantitative evaluations.

Les matériels mobiles actuels, et les téléphones mobiles en particulier, sont équipés de différentes technologies sans fil qui augmentent et diversifient leurs capacités de communication. L'utilisation combinée et efficace de ces technologies offre des possibilités variées et accrues en termes de services et d'applications. Néanmoins elle requiert la réalisation d'analyses fines en matières de sécurité et de choix du mode de communication à utiliser en fonction de critères dépendant du contexte : coût énergétique, coût financier, préférences des entités impliquées, préservation de la vie privée, etc. Cette problématique est apparue comme une question clé au sein du projet Smart Urban Spaces dans le cadre duquel s'inscrit cette thèse. Notre contribution à ce projet est la création d'applications collaboratives qui utilisent de façon appropriée la gamme des technologies sans fil disponibles sur les matériels considérés. En d'autres termes, on cherche à utiliser les moyens de transmission les plus appropriés (au sens des critères indiqués plus haut) que deux ou plusieurs équipements mobiles peuvent utiliser pour réaliser leurs échanges, qui plus est, sans que cela ne nécessite de connaître leurs positions respectives. La transparence de la localisation des cibles devient ainsi une règle. On peut synthétiser la question centrale que nous avons choisie d'étudier de la manière suivante : comment faire communiquer un ensemble de terminaux mobiles (des téléphones portables en particulier) de façon sécurisée en utilisant la technologie la plus adaptée en fonction du contexte ? Notre objectif est de proposer une réponse à cette question en définissant une plate-forme multi-niveaux prenant en compte les différentes technologies disponibles sur les équipements considérés. Il s'agit en particulier d'identifier l'ensemble des éléments à prendre en compte dans la conception de la plate-forme, de les modéliser, de développer des applications de référence et de valider la pertinence des solutions proposées par des tests, ainsi que des évaluations qualitatives et quantitatives.

L'objectif de cette thèse est de proposer une approche de couplage des niveaux métabolique et écologique dans un système biologique complexe. Cette approche se présente sous la forme d'un modèle formel décrivant le métabolisme d'un organisme vivant, qui grâce au formalisme DEVS (Discret Event System Specification) adopté, permet un couplage avec des modèles d'interaction entre les organismes et entre l'organisme et son environnement. Une étude des différents paradigmes de modélisation, nous a permis d'identifier d'un côté le paradigme adéquat pour chaque niveau et d'un autre côté les facteurs de couplage formés par les variables à l'interface des mondes internes et externes d'un individu. Ce couplage permet d'explorer l'effet de la dynamique du niveau inférieur sur l'émergence des caractéristiques du niveau supérieur. Deux modèles multi-agents, le premier sur l'allocation sexuelle et le deuxième sur la recherche optimale de nourriture, concrétisent le couplage physiologie/écologie et montrent que ce couplage permet de relier le monde interne de l'individu à son monde externe. Le couplage fort, dans le sens de l'intégration des modèles, exploré dans une première phase, a été amélioré par la proposition d'un modèle formel, nommé DEB-DEVS, du modèle métabolique (de la théorie du budget d'énergie dynamique (DEB)) commun aux modèles précédents. Cette proposition est le résultat d'une réflexion sur la représentation de la dynamique interne des agents dans des modèles de l'écologie. DEB-DEVS a été illustré par deux modèles classiques de l'écologie théorique. / The objective of this thesis is to propose an approach for coupling metabolic and ecological levels in a complex biological system. This approach is presented as formal model describing the organism metabolism , which, thanks to DEVS formalism (Discrete Event System Specification), allows a coupling with models of interaction between organisms and between organisms and their environment. A study of the different modeling paradigms allowed us to identify, on the one hand the appropriate paradigm for each level and on the other hand the coupling factors formed by the variables at the interface of individual's internal and external worlds. This coupling explores the effect of lower-level dynamics on the emergence of higher-level characteristics. Two multiagent models, the first on sexual allocation and the second on optimal foraging, concretize the physiology/ecology coupling and show that this coupling makes it possible to connect the individual's internal world with its external world. The strong coupling, in the sense of model integration, explored in a first phase, was improved by the proposal of a formal model, called DEB-DEVS, of the metabolic model (of the Dynamic Energy Budget Theory (DEB)) common to the previous models. This proposal is the result of a reflection on the representation of internal dynamics of agents in ecological models. DEB-DEVS has been illustrated by two classical models of theoretical ecology.

Ignorées à l'origine par le droit de l'Union européenne, les collectivités locales s'inscrivent pourtant dans les enjeux de l'intégration européenne et s'imposent en qualité de " quasi-sujet " du droit de l'Union européenne.A l'échelle de l'Union européenne, les collectivités locales sont associées de plus en plus à l'élaboration et à la mise en oeuvre des politiques de l'UE. Cependant, leur action reste dépendante des cadres étatiques qui édifient des limites institutionnelles à une participation plus accrue. L'Etat demeure l'acteur institutionnel par excellence.En dépit de ces obstacles, les collectivités locales parviennent à élaborer des stratégies pour influer sur le processus décisionnel en utilisant une diversité de canaux formels et informels.Enfin, elles participent directement à la mise en évidence d'un territoire de l'Union européenne. L'ingénierie locale constitue alors un atout pour l'avenir de l'Union, qui consciente des différences et de la diversité de son territoire, adapte ses politiques et ancre de plus en plus sa démarche dans les préceptes de la Multi level governance (ou gouvernance multi-niveaux). L'émergence de ce modèle de gouvernance est censée pérenniser les acquis et la poursuite de la construction européenne, tout en respectant les traditions constitutionnelles nationales.Ainsi, l'objet de cette thèse est d'envisager les rapports complexes entre l'Union européenne et les collectivités locales. Cette étude ouvre alors sur des perspectives territoriales nouvelles intéressant directement l'Union européenne et inspire une réflexion sur le rôle de ces pouvoirs infra-étatiques dans une Union qui s'inscrit aussi dans un monde globalisé.

Ce travail de thèse porte sur la reconnaissance automatique de la parole des langues peu dotées et ayant un système d'écriture sans séparation explicite entre les mots. La spécificité des langues traitées dans notre contexte d'étude nécessite la segmentation automatique en mots pour rendre la modélisation du langage n-gramme applicable. Alors que le manque de données textuelles a un impact sur la performance des modèles de langage, les erreurs introduites par la segmentation automatique peuvent rendre ces données encore moins exploitables. Pour tenter de pallier les problèmes, nos recherches sont axées principalement sur la modélisation du langage, et en particulier sur le choix des unités lexicales et sous-lexicales, utilisées par les systèmes de reconnaissance. Nous expérimentons l'utilisation des multiples unités au niveau des modèles du langage et au niveau des sorties de systèmes de reconnaissance. Nous validons ces approches de modélisation à base des multiples unités sur les systèmes de reconnaissance pour un groupe de langues peu dotées : le khmer, le vietnamien, le thaï et le laotien.

Un aéronef à voilure tournante est un système physique dynamique complexe. Le développement de ce type de système nécessite méthodes d’analyse (structurelle et comportementale) et de commande afin de maîtriser ses comportements. L’approche énergétique (bond graph et formalisme hamiltonien à port) permet une représentation multi-physique non linéaire, modulaire (acausale) et à différents niveaux de granularité. Parmi ses organes, les commandes de vol de l’aéronef permettent la transmission du pilotage aux rotors : canaliser la puissance motrice (2 MW) à partir d’une commande manuelle est impossible sans organes actifs d’assistance. Afin de représenter les cheminements et traitements des informations nécessaires aux organes actifs, la représentation multi-physique est complétée par une représentation informationnelle causale (schéma bloc).Les travaux exposés dans ce mémoire visent à ajouter le niveau de granularité intermédiaire et nécessaire entre la représentation multi-physique pure et une représentation combinée physique et informationnelle. Basée sur la démarche du PMBC (Physical Model Based Control), ils proposent une méthode originale permettant de représenter les organes d’assistance et leur commande par un modèle physique équivalent. La méthode est ici enrichie dans une démarche de conception des Systèmes d’Assistance à Opérateur : nous déterminons où doivent agir les organes actifs, selon quelles mesures et suivant quelles lois de commande. La méthode est illustrée sur un cas d’étude industriel : nous obtenons deux représentations de l’espace des solutions (les représentations physico-informationnelle détaillée et globale de son comportement) incluant la solution industrielle actuelle. / A rotorcraft is a complex dynamic physical system. The development of this kind of systems requires methods to analyze its structure and its behavior and to control this latter. The energetic framework (bond graph and Hamiltonian formulation) allows a multiphysical nonlinear representation, modular and with several levels of granularity. Among its components, flight controls transmit the orders from the pilot to rotors. Leading the motive power (about 2MW) directly from a handling control is almost impossible without active devices for assistance. In order to represent the flow of the control information and its processing, a cyberphysical representation combines a multiphysical representation with an informational representation (bloc diagram).This thesis work aims at proposing an intermediate granularity level between purely multiphysical representations and cyberphysical representations. Based on PMBC (Physical Model Based Control) approach, a new method to represent the assistance parts is proposed, by means of a physical equivalent model. The method is then enriched by a genuine design procedure of an Operator Assisting System: we determine where actuators must operate, according to which control laws and from which measurements. The method is applied to an industrial case: two representations of the possible design solutions set are obtained, a detailed cyberphysical representation and a global representation of its behavior. The actual industrial solution belongs to the defined set of possible solutions.

Nous abordons dans cette thèse un problème important en simulation multi-agent pour l'étude des systèmes complexes: celui d'assembler de multiples expertises par une approche multi-niveau. Alors que les approches existantes considèrent habituellement la vue d'un seul expert principal sur le système, nous proposons d'utiliser une approche multi-niveau pour intégrer plusieurs expertises sous la forme d'agents de différents niveaux d'abstraction. Nous montrons qu'il est ainsi possible de rester proche des concepts manipulés par les différents experts (ce qui permet de faciliter le processus de validation dans leurs domaines respectifs) et de combiner les différents niveaux de ces concepts, de manière à ce que chaque expert puisse comprendre les dynamiques des éléments liés à son domaine. Nous proposons le méta-modèle SIMLAB basé sur une représentation unifiée des concepts par des agents pouvant s'influencer les uns les autres dans différents axes et différents niveaux. Ce travail est concrétisé dans le cadre de l'étude de l'activité humaine en relation avec la consommation électrique. Il s'agit là d'un exemple typique de système complexe nécessitant de multiples expertises issues de différents domaines tels que l'ergonomie, l'énergétique, la sociologie, la thermique, ... Dans ce contexte, nous présentons ensuite la mise en oeuvre de notre approche dans la plate-forme SMACH de simulation des comportements humains et nous décrivons un ensemble d'expérimentations illustrant les différentes caractéristiques de notre approche. Nous montrons enfin la capacité de SIMLAB à reproduire et à étendre en simulation une étude réalisée sur le terrain de gestion de la demande énergétique. / The purpose of this work is to tackle a key problem in the study of complex systems when using multi-agent simulation: how to assemble several domains of expertise with a multi-level approach. While existing approaches usually consider the viewpoint of a unique main expert, we propose to use a multi-level model to integrate the multiple domains of expertise embodied in agents located at different abstraction levels. In this work, we show that it is possible to both stay close to the concepts manipulated by the experts (for the sake of the validation process in the domain of each expert) and combine the levels of those concepts. That way, each expert can easily understand the dynamics of the components related to their domain.We present SIMLAB, our meta-model based on a unified representation of the concepts using agents. Each agent can influence the others on different axes and levels. This work is materialised in a study of human activity in relation to electrical consumption. It is a typical example of complex system which requires many domains of expertise such as psychology, energetics, sociology, heat science, … In this context, we present the implementation of our approach in SMACH, a simulation platform of human behaviours. We Then describe several experiments to illustrate the characteristics of our approach. Finally, we show how SIMLAB can reproduce and extend in silico a field study of energy demand management.

Les moyens de traitement de l'information auxquels nous avons accès sont de plus en plus puissants, de plus en plus répartis. Des modèles de programmation, tels que la multiprogrammation légère ou la programmation par objets, leur sont appliqués afin de juguler l'accroissement de la complexité qui en découle. Mais qu'apportent ces modèles ? La mise en oeuvre de ces modèles permet-elle d'employer au "mieux" les ressources disponibles ? Pour répondre à cette question, nous nous plaçons dans une démarche de type "évaluation de performances". La problématique porte sur la reconstruction post-mortem, à partir de mesures, de la dynamique d'une exécution afin de réaliser une analyse qualitative et quantitative des ressources d'exécution consommées. L'hypothèse posée est que l'analyse des interactions entre objets, effectuée à différents niveaux d'abstraction, procure les informations suffisantes à nos études. Pour cela, nous réalisons des observations au niveau applicatif el système et cela sans modification du code exécutable original de l'application ou du noyau du système d'exploitation. Une infrastructure d'observation multi-niveaux a été réalisée dans le cadre d'applications Java réparties. Elle a été appliquée à l'étude d'un serveur multimédia Java. Une analyse de l'algorithmique et des consommations de ressources systèmes a été menée. Pour cela, les observations du niveau applicatif sont effectuées au travers de la JVMPI. Le coût moyen d'observation est de 3µs par point de mesure. Celles du niveau système sont obtenues par insertion à chaud d'un module dans un noyau Linux. De cette façon, les appels systèmes attachés aux écritures et aux lectures dans une "socket" sont déroutés. II nous est ainsi possible de reconstruire les interactions distantes entre objets Java et d'obtenir des indices de consommation des ressources systèmes. Le coût moyen d'observation est ici de 2µs par point de mesure.

Les applications logicielles sont de plus en plus diversifié et complexe. Avec le développement orageux du Cloud Computing et de ses applications, les applications logicielles deviennent encore plus complexes que jamais. Les applications de cloud computing complexes peuvent contenir un grand nombre de composants logiciels qui nécessitent et consomment une grande quantité de ressources (matériel ou d'autres composants logiciels) répartis en plusieurs niveaux en fonction de la granularité de ces ressources. En outre, ces composants logiciels peuvent être situés sur différents nuages. Les composants logiciels et de leurs ressources requises d'une application Nuage ont des relations complexes dont certains pourraient être résolus au moment de la conception, mais certains sont nécessaires pour faire face au moment de l'exécution. La complexité des logiciels et de l'hétérogénéité de l'environnement Couverture devenir défis que les solutions d'élasticité actuelles ont besoin de trouver des réponses appropriées à résoudre. L'élasticité est l'un des avantages du cloud computing, qui est la capacité d'un système Cloud pour adapter à la charge de travail des changements par des ressources d'approvisionnement et deprovisioning d'une manière autonome. Par conséquent, les ressources disponibles correspondent à la demande actuelle d'aussi près que possible à chaque moment. Pour avoir une solution d'élasticité efficace, qui ne reflète pas seulement la complexité des applications Cloud mais également à déployer et à gérer eux d'une manière autonome, nous proposons une approche d'élasticité roman. Il est appelé à plusieurs niveaux élasticité fine qui comprend deux aspects de la complexité de l'application: plusieurs composants logiciels et la granularité des ressources. Le multi-niveau élasticité fine concerne les objets touchés par les actions d'élasticité et la granularité de ces actions. Dans cette thèse, nous introduisons plateforme Roboconf un système de cloud computing autonome (ACCS) pour installer et reconfigurer les applications complexes ainsi que soutenir le multi-niveau élasticité fine. A cet effet, Roboconf est également un gestionnaire d'élasticité autonome. Merci à cette plate-forme, nous pouvons abstraire les applications cloud complexes et automatiser leur installation et de reconfiguration qui peut être de plusieurs centaines d'heures de travail. Nous utilisons également Roboconf à mettre en œuvre les algorithmes de multi-niveau élasticité fine sur ces applications. Les expériences menées indiquent non seulement l'efficacité de l'élasticité fine multi-niveau, mais aussi de valider les caractéristiques de support de cette approche de la plateforme Roboconf. / Software applications are becoming more diverse and complex. With the stormy development of Cloud Computing and its applications, software applications become even more complex than ever. The complex Cloud applications may contain a lot of software components that require and consume a large amount of resources (hardware or other software components) distributed into multiple levels based on granularity of these resources. Moreover these software components might be located on different clouds. The software components and their required resources of a Cloud application have complex relationships which some could be resolved at design time but some are required to tackle at run time. The complexity of software and heterogeneity of Cloud environment become challenges that current elasticity solutions need to find appropriate answers to resolve. Elasticity is one of benefits of Cloud computing, which is capability of a Cloud system to adapt to workload changes by provisioning and deprovisioning resources in an autonomic manner. Hence, the available resources fit the current demand as closely as possible at each point in time. To have an efficient elasticity solution which not only reflects the complexity of Cloud applications but also deploy and manage them in an autonomic manner, we propose a novel elasticity approach. It is called multi-level fine-grained elasticity which includes two aspects of application’s complexity: multiple software components and the granularity of resources. The multi-level fine-grained elasticity concerns objects impacted by elasticity actions and granularity of these actions. In this thesis, we introduce Roboconf platform an autonomic Cloud computing system (ACCS) to install and reconfigure the complex applications as well as support the multi-level fine-grained elasticity. To this end, Roboconf is also an autonomic elasticity manager. Thanks to this platform, we can abstract the complex Cloud applications and automate their installation and reconfiguration that can be up to several hundred hours of labour. We also use Roboconf to implement the algorithms of multi-level fine-grained elasticity on these applications. The conducted experiments not only indicate efficiency of the multi-level fine-grained elasticity but also validate features supporting this approach of Roboconf platform.

La simulation aux grandes échelles est devenue un outil d’analyse incontournable pour l’étude des écoulements turbulents dans des géométries complexes. Cependant, à cause de l’augmentation constante des ressources de calcul, le traitement des grandes quantités de données générées par les simulations hautement résolues est devenu un véritable défi qu’il n’est plus possible de relever avec des outils traditionnels. En mécanique des fluides numérique, cette problématique émergente soulève les mêmes questions que celles communément rencontrées en informatique avec des données massives. A ce sujet, certaines méthodes ont déjà été développées telles que le partitionnement et l’ordonnancement des données ou bien encore le traitement en parallèle mais restent insuffisantes pour les simulations numériques modernes. Ainsi, l’objectif de cette thèse est de proposer de nouveaux formalismes permettant de contourner le problème de volume de données en vue des futurs calculs exaflopiques que l’informatique devrait atteindre en 2020. A cette fin, une méthode massivement parallèle de co-traitement, adaptée au formalisme non-structuré, a été développée afin d’extraire les grandes structures des écoulements turbulents. Son principe consiste à introduire une série de grilles de plus en plus grossières réduisant ainsi la quantité de données à traiter tout en gardant intactes les structures cohérentes d’intérêt. Les données sont transférées d’une grille à une autre grâce à l’utilisation de filtres et de méthodes d’interpolation d’ordre élevé. L’efficacité de cette méthodologie a pu être démontrée en appliquant des techniques de décomposition modale lors de la simulation 3D d’une pale de turbine turbulente sur une grille de plusieurs milliards d’éléments. En outre, cette capacité à pouvoir gérer plusieurs niveaux de grilles au sein d’une simulation a été utilisée par la suite pour la mise en place de calculs basés sur une stratégie multi-niveaux. L’objectif de cette méthode est d’évaluer au cours du calcul les erreurs numériques et celles liées à la modélisation en simulant simultanément la même configuration pour deux résolutions différentes. Cette estimation de l’erreur est précieuse car elle permet de générer des grilles optimisées à travers la construction d’une mesure objective de la qualité des grilles. Ainsi, cette méthodologie de multi-résolution tente de limiter le coût de calcul de la simulation en minimisant les erreurs de modélisation en sous-maille, et a été appliquée avec succès à la simulation d’un écoulement turbulent autour d’un cylindre. / Large-Eddy Simulation (LES) has become a major tool for the analysis of highly turbulent flows in complex geometries. However, due to the steadily increase of computational resources, the amount of data generated by well-resolved numerical simulations is such that it has become very challenging to manage them with traditional data processing tools. In Computational Fluid Dynamics (CFD), this emerging problematic leads to the same "Big Data" challenges as in the computer science field. Some techniques have already been developed such as data partitioning and ordering or parallel processing but still remain insufficient for modern numerical simulations. Hence, the objective of this work is to propose new processing formalisms to circumvent the data volume issue for the future 2020 exa-scale computing objectives. To this aim, a massively parallel co-processing method, suited for complex geometries, was developed in order to extract large-scale features in turbulent flows. The principle of the method is to introduce a series of coarser nested grids to reduce the amount of data while keeping the large scales of interest. Data is transferred from one grid level to another using high-order filters and accurate interpolation techniques. This method enabled to apply modal decomposition techniques to a billion-cell LES of a 3D turbulent turbine blade, thus demonstrating its effectiveness. The capability of performing calculations on several embedded grid levels was then used to devise the multi-resolution LES (MR-LES). The aim of the method is to evaluate the modeling and numerical errors during an LES by conducting the same simulation on two different mesh resolutions, simultaneously. This error estimation is highly valuable as it allows to generate optimal grids through the building of an objective grid quality measure. MR-LES intents to limit the computational cost of the simulation while minimizing the sub-grid scale modeling errors. This novel framework was applied successfully to the simulation of a turbulent flow around a 3D cylinder.