La plupart des réseaux de capteurs sans fill d'aujourd'hui fonctionne sur le protocole CSMA/CA. Fournir la qualité de service (QdS) dans un tel réseau est un problème difficile compte tenu de la dynamique du réseau et des contraintes en termes de ressources (énergie et mémoire). Dans cette thèse, sans changer le socle commun du CSMA/CA, nous avons proposé des mécanismes auto-adaptatifs qui permettent de gérer la QdS "best-effort" pour des applications nécessitant de la différenciation de services. Trois mécanismes sont proposés : CoSenS pour "Collecting then Sending burst Scheme", P-CoSenS qui a joute la gestion de priorités à CoSenS, et S-CoSenS qui a joute la dimension énergie à CoSenS. La dynamique du réseau est prise en compte grâce à l'auto-adaptation de périodes de collecte et de transmission en rafale. Il est à souligner que le mécanisme CoSenS permet non seulement d'améliorer les performances de CSMA/CA mais aussi de surmonter la difficulté d'ordonnancer les trafics entrant dans un nœud (routeur) car chaque paquet entrant est immédiatement retransmis vers la sortie. En effet, grâce à la pério de de collecte, les paquets entrants sont mis en file d'attente, rendant ainsi possible d'ordonnancer différemment les paquets selon leur priorité (P-CoSenS). Enfin, le compromis énergie/performance est pris en compte dans S-CoSenS. Selon l'état de l'environnement surveillé, le réseau peut se trouver dans une période où circule un trafic non urgent et souvent faible pendant laquelle il est judicieux de minimiser la consommation d'énergie et une pério de de trafic important pendant laquelle le réseau doit transporter des données urgentes pour suivre une situation alarmante de plus près. Comme CoSenS, S-CoSenS permet de s'auto-adapter dynamiquement en fonction de ces situations. L'ensemble de nos propositions est validé par simulations et CoSenS est implémenté sur une plateforme de réseau de capteurs.

10 ans. 10 ans de recherches autour du calcul haute performance dans des environnements distribués. Et tout au long de ces années, le développement d'un intergiciel appelé DIET comme liant de ces recherches. Aujourd'hui la naissance d'une start'up autour de DIET, offre à cet intergiciel une autre vie. Ce tournant me donne alors l'occasion de proposer une vision que j'espère complète de cette aventure. A travers l'expérience de DIET, il sera intéressant d'évoquer les problèmes de recherche inhérents au développement complet d'un intergiciel de grille et de Cloud pour le calcul haute performance. Les aspects d'interoperabilités seront tout d'abord évoqués au travers des efforts de standardisation du GridRPC, et nous verrons comment DIET répond au problème de la localisation de ressources. Le problème de l'extensibilité sera ensuite traité au travers de l'architecture proposée. Nous verrons ensuite la réponse faite pour la découverte de services qui partant d'un besoin de notre intergiciel débouchera sur une solution générique. Ces premiers travaux évoqués se focalise côté client. Côté serveur nous évoquerons la solution mise en place pour la gestion des ressources. L'étape suivante sera de s'intéresser au déploiement et à la planification de ce déploiement. Conformément à notre objectif initial de fournir un outil complet, nous aborderons ensuite les problèmes liés à la gestion de données. Nous mettrons ensuite en lumière un des points forts de DIET qui est la réponse de ce dernier aux problèmes d'ordonnancement sur des environnements hétérogènes. Ce qui nous conduira jusqu'à la gestion des workflows dans notre intergiciel. Enfin pour conclure je vous présenterai différents cas d'utilisation de DIET sur des applications réelles et variées dont la plateforme du projet Décrypthon qui utilise notre intergiciel dans un cadre de production.

Cette thèse porte sur le développement d'une méthode non-paramétrique pour l'apprentissage supervisé de règles d'ordonnancement à partir de données étiquetées de façon binaire. Cette méthode repose sur le partitionnement récursif de l'espace des observations et généralise la notion d'arbre de décision au problème de l'ordonnancement, les règles de score produites pouvant être représentées graphiquement par des arbres binaires et orientés. Afin de proposer une méthode d'apprentissage flexible, nous introduisons une procédure permettant, à chaque itération de l'algorithme, de scinder l'espace des observations selon diverses règles, adaptatives et complexes, choisies en fonction du problème considéré. De plus, pour lutter contre le phénomène de sur-apprentissage, nous proposons deux procédures de sélection de modèle, fondées sur la maximisation de l'ASC empirique pénalisée par une mesure de la complexité du modèle. Enfin, dans le but de réduire l'instabilité des arbres d'ordonnancement, inhérente à leur mode de construction, nous adaptons deux procédures d'agrégation de règles de prédiction ré-échantillonnées : le bagging (Breiman, 1996) et les forêts aléatoires (Random Forests, Breiman, 2001). Une étude empirique comparative entre différentes configurations de l'algorithme et quelques méthodes de l'état de l'art est présentée, ainsi que l'application à la problématique industrielle de l'objectivation des prestations d'un véhicule automobile. De plus, nous exploitons cette méthode de scoring pour introduire une heuristique de test d'homogénéité entre deux populations, permettant de généraliser les tests de rangs au cas multi-dimensionnel.

Les applications temps réel modernes deviennent plus exigeantes en termes de ressources et de débit amenant la conception d'architectures multiprocesseurs. Ces systèmes, des équipements embarqués au calculateur haute performance, sont, pour des raisons d'autonomie et de fiabilité, confrontés des problèmes cruciaux de consommation d'énergie. Pour ces raisons, cette thèse propose de nouvelles techniques d'optimisation de la consommation d'énergie dans l'ordonnancement de systèmes multiprocesseur. La premiére contribution est un algorithme d'ordonnancement hiérarchique á deux niveaux qui autorise la migration restreinte des tâches. Cet algorithme vise á réduire la sous-optimalité de l'algorithme global EDF. La deuxiéme contribution de cette thèse est une technique de gestion dynamique de la consommation nommée Assertive Dynamic Power Management (AsDPM). Cette technique, qui régit le contrôle d'admission des tâches, vise á exploiter de manière optimale les modes repos des processeurs dans le but de réduire le nombre de processeurs actifs. La troisiéme contribution propose une nouvelle technique, nommée Deterministic Stretch-to-Fit (DSF), permettant d'exploiter le DVFS des processeurs. Les gains énergétiques observés s'approchent des solutions déjà existantes tout en offrant une complexité plus réduite. Ces techniques ont une efficacité variable selon les applications, amenant á définir une approche plus générique de gestion de la consommation appelée Hybrid Power Management (HyPowMan). Cette approche sélectionne, en cours d'exécution, la technique qui répond le mieux aux exigences énergie/performance.

Cette thèse s'intéresse à l'allocation de ressources des réseaux WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks) utilisant l'OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Les applications récentes destinées aux réseaux sans fils requièrent des débits importants. L'OFDMA, technique d'accès multiple basée sur l'OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), permet d'obtenir des débits élevés en tirant avantage de la diversité multiutilisateur. Dans une première partie, l'allocation de ressources est considérée au niveau de la couche physique (affectation des fréquences et de la puissance). Dans un contexte monocellulaire, un algorithme est proposé afin de maximiser le débit de la cellule tout en assurant des débits individuels aux utilisateurs (problème RA, Rate Adaptive optimization). L'impact de la sous canalisation sur le débit global est analysé. Puis, un algorithme est proposé dans un contexte multicellulaire pour adapter dynamiquement le facteur de réutilisation fréquentiel. Dans une deuxième partie, l'ordonnancement est traité. L'objectif est de garantir les délais du trafic temps réel, de maximiser le débit du trafic non temps réel tout en assurant une équité proportionnelle entre les flux. Pour cela, les extensions du GPS (Global Processor Sharing) sont étudiées. Deux algorithmes, extensions du WFS (Wireless Fair Service) pour l'OFDMA, sont proposés. Leurs performances sont comparées au WFS et aux algorithmes existants en OFDMA. L'une des propositions, l'OWFS (Opportunist Wireless Fair Service) est particulièrement adaptée pour maximiser le débit du trafic non temps réel et comporte un paramètre, le poids de délai, qui permet de maintenir un taux de pertes acceptable pour le trafic temps réel.

Cette thèse -spécialisée en Recherche Opérationnelle- traite de l'intégration, dans le processus décisionnel industriel, de deux facteurs-clés: la planification des ressources humaines et l'ordonnancement de la production. Un premier cas de ce genre de problématiques est tout d'abord étudié. Deux bornes inférieures obtenues par relaxation lagrangienne et deux méthodes de résolution exacte par décomposition et génération de coupes sont présentées. Si la première approche relève d'une technique connue de la littérature (décomposition de Benders), la seconde se veut plus spécifique. Une technique de génération de coupes énergétiques valides, applicable en préprocess de toute méthode de résolution, est également proposée. La seconde partie traite d'un autre cas particulier, déjà évoqué dans la littérature, de la problématique générale. Ces travaux prolongent ceux effectués lors de la première étude dans le sens où le problème traité est intrinsèquement plus complexe et le but avoué est d'expérimenter les techniques de décomposition et génération de coupes, a priori efficaces, sur une autre problématique. Une technique de génération d'inégalités valides, applicable elle aussi en préprocess de toute méthode de résolution, est tout d'abord mise en place. Deux méthodes de résolution exacte sont ensuite développées. La première est analogue à la technique spécifique de décomposition décrite auparavant. La seconde, plus novatrice, exploite la décomposition intuitive de la problématique et la génération de coupes dédiées dans un cadre où les solutions à valider sont construites via une approche arborescente de type Procédure de Séparation et Evaluation Séquentielle.

Les systèmes électroniques embarqués dans les véhicules ont une complexité sans cesse croissante. Cependant, il est crucial d'en maîtriser le comportement temporel afin de garantir la sécurité ainsi que le confort des passagers. La vérifica- tion des contraintes temporelles de bout-en-bout est donc un enjeu majeur lors de la conception d'un véhicule. Dans le contexte de l'architecture logicielle AUTOSAR standard dans les véhicules, nous décomposons la vérification d'une contrainte de bout-en-bout en sous-problèmes d'ordonnancement sur les calculateurs et sur les réseaux de communication que nous traitons ensuite séparément. Dans un premier temps, nous présentons une approche permettant d'améliorer l'utilisation des calculateurs exécutant un grand nombre de composants logiciels, compatible avec l'introduction progressive des plateformes multi-coeurs. Nous dé- crivons des algorithmes rapides et efficaces pour lisser la charge périodique sur les calculateurs multi-coeurs en adaptant puis en améliorant une approche existant pour les bus CAN. Nous donnons également des résultats théoriques sur l'efficacité des algorithmes dans certains cas particuliers. Enfin, nous décrivons les possibili- tés d'utilisation de ces algorithmes en fonction des autres tâches exécutées sur le calculateur. La suite des travaux est consacrée à l'étude des distributions de temps de réponse des messages transmis sur les bus CAN. Dans un premier temps nous pré- sentons une approche de simulation basée sur la modélisation des dérives d'horloges des calculateurs communicant sur le réseau. Nous montrons que nous obtenons des distributions de temps de réponse similaires en réalisant une longue simulation avec des dérives d'horloge ou en faisant un grand nombre de courtes simulations sans dérives d'horloge. Nous présentons enfin une technique analytique pour évaluer les distributions de temps de réponse des trames CAN. Nous présentons différents para- mètres d'approximation permettant de réduire le nombre très important de calculs à effectuer en limitant la perte de précision. Enfin, nous comparons expérimentale- ment les résultats obtenus par analyse et simulation et décrivons les avantages et inconvénients respectifs de ces approches.

Nos travaux de recherche portent sur le problème de prise en compte des contraintes liées aux ressources humaines, en termes d'affectation des opérateurs aux machines, dans les problèmes d'ordonnancement d'atelier. Ce problème intégrant l'affectation des opérateurs aux machines consiste à déterminer 1 'état d'atelier au cours du temps, et à considérer le problème d'ordonnancement d'atelier dans sa globalité en prenant en compte l'influence de l'affectation des ressources humaines sur les activités de production. Ceci impose en plus de la gestion de la séquence des travaux, la gestion des affectations des hommes aux postes de travail. Nous avons considéré le cas où les productivités des machines dépendant de 1 'affectation des opérateurs. Nous avons supposé que le nombre d'opérateurs est inférieur au nombre de machines, un opérateur peut superviser simultanément plusieurs machines et que la supervision simultanée de plusieurs machines par un opérateur diminue les productivités de ces dernières. L'originalité de nos travaux de recherche est liée au fait que les durées opératoires des travaux sont variables dans le temps et sont fonctions de 1 'évolution des affectations des opérateurs aux machines dans le temps. Deux grandes parties composent nos travaux de recherche. La première partie porte sur le problème de modélisation de 1 'affectation des opérateurs aux machines. Elle consiste en la proposition d'un cadre théorique pour 1 'intégration des contraintes liées à la prise en compte des ressources humaines, en terme d'affectation des opérateurs aux machines, dans la modélisation des problèmes d'ordonnancement d'atelier. Une définition d'un problème d'ordonnancement d'atelier impliquant l'aspect" ressources humaines" est alors proposée. La seconde partie a porté sur une application de la modélisation proposée dans la première partie pour le cas d'une production cyclique. Plus précisément, nous avons étudié le problème d'existence d'une affectation des opérateurs réalisant un ordonnancement cyclique pour un atelier_ de type Flow Shop. Nous avons supposé qu'un ordonnancement cyclique, défini par une durée de cycle et un ensemble de travaux à réaliser durant cette durée, est donné pour des productivités nominales des machines et sans aucune prise en compte des ressources humaines. Par conséquent, et dans le cas où le nombre d'opérateurs est inférieur au nombre de machines et que l'affectation des opérateurs conditionnent les productivités des machines, 1 'introduction et la considération des ressources humaines pour la réalisation de l'ordonnancement cyclique pourrait allonger la durée d'exécution des travaux et remettre en cause la durée de cycle. Nous avons étudié ce problème d'existence d'une affectation des opérateurs réalisable pour Flow Shop Cyclique pour trois modes de réaffectations des opérateurs : calendaire, sur évènement de fin de tâche et libre. Nous avons présenté une formulation mathématique du problème pour ces trois modes de réaffectation des opérateurs, démontré que ce problème est NP-complet pour les deux modes calendaires et sur événement, et qu'une restriction du problème de mode de réaffectation libre est NP-complet. Nous avons également proposé, pour ces trois modes, un modèle mathématique linéaire en nombre entier. Une approche de résolution basée sur le principe de la programmation dynamique a été proposée pour les deux modes réaffectation calendaire et sur événement.

Les outils classiques de simulation ne permettent pas de prendre facilement en compte dans leur modèle, le niveau décisionnel lié à l'ordonnancement des tâches. La politique de décision est figée tout au cours d'une simulation. Par ailleurs, les outils classiques de gestion de production ne permettent pas de contrôler correctement le flux *de production, parce qu'ils ne prennent pas en compte l'état réel de l'atelier (temps mort devant les machines, pannes, ...). Ils induisent des surdimensionnements de stocke ou de mauvais taux d'utilisation des ressources. Nous proposons dans ce mémoire un outil d'aide à la conduite d'atelier flexible intégrant les aspects fonctionnement de l'atelier et gestion de production réduite au routage et à l'ordonnancement des tâches* Le simulateur proposé est basé sur l'interaction dynamique entre un interpréteur de réseaux de Petri Colorés Temporisés, garant de l'état courant de l'atelier, et un niveau décisionnel rempli par système expert. La présence d'une décision de routage, d'ordonnancement. ou la détection d'un état prédéfini se traduit au niveau de interpréteur par un conflit dans le modèle RdPCT. La construction d'un ensemble de règles de décision, par les experts humains de l'entreprise permet au système expert de résoudre le conflit. Avec l'introduction des techniques de l'Intelligence Artificielle, le système SAGASSE se caractérise par une approche ascendante du problème de conduite de l'atelier flexible, du système physique vers le système décisionnel. Des exemples industriels sont cités dans ce mémoire pour valider l'approche retenue.

Le rôle d'une gestion en temps réel des fonctions annexes de production (ex.: transports, outils) est essentiel dans le cadre d'une cellule flexible. Lors d'une analyse de type GRAI, distinguant composantes physiques, informationnelles et décisionnelles, nous proposons trois modes d'allocation d'une ressource de transport. Soit par classes de déplacements, soit par application de règles de gestion, soit, finalement, par ordonnancement local de l'ensemble instantané des déplacements à l'aide d'une méthode de séparation et évaluation progressive (sep). L'application de nos méthodes nous a permis d'étendre les fonctionnalités d'un produit industriel de simulation par évènements discrets, simulflex, logiciel dédié aux cellules flexibles de production. En particulier, nous lui avons adjoint le choix de règles de gestion pour les ressources de stockage, fabrication et transport. La validation des modes d'allocation a fait l'objet d'une étude des résultats de simulation à l'aide d'une méthode d'analyse en composantes principales (ACP). A partir d'un cas réel d'une cellule de polissage du verre, nous avons teste différentes politiques de gestion. Ainsi, nous mettons en évidence l'incidence des choix de gestion sur les performances du système de production