Les grands robots marcheurs sont des systèmes mécatroniques poly-articulés complexes qui cristallisent la volonté des humains de conférer leurs capacités à des artefacts, l’une d’entre elle étant la locomotion bipède, et plus particulièrement la conservation de l’équilibre face à des perturbations extérieures. Cette thèse propose un stabilisateur postural ainsi que sa mise en œuvre sur le système locomoteur BIP 2000.Ce robot anthropomorphique possède quinze degrés de libertés actionnés par moteurs électriques et a reçu un nouvel automate ainsi que des variateurs industriels lors de la mise à jour réalisée dans le cadre de ces travaux. Un contrôleur a été conçu et implémenté en suivant les principes de la programmation orientée objet afin de fournir une modularité qui s’inspire de la symétrie naturelle des humanoïdes. Cet aspect a conduit à l’élaboration d’un ensemble d’outils mathématiques permettant de calculer l’ensemble des modèles d’un robot composé de sous-robots dont on connaîtrait déjà les modèles. Le contrôleur permet notamment à la machine de suivre des trajectoires calculées hors ligne par des algorithmes de génération de marches dynamiques ainsi que de tester le stabilisateur postural.Ce dernier consiste en un contrôle en position du robot physique par la consigne d’un robot virtuel de modèle dégradé, commandé en effort, soumis à des champs électrostatiques contraignant sa configuration articulaire. Les tests effectués ont permis de montrer la faisabilité de la méthode. / Big walking robots are complex multi-joints mechanical systems which crystallize the human will to confer their capabilities on artefacts, one of them being the bipedal locomotion and more especially the balance keeping against external disturbances. This thesis proposes a balance stabilizer under operating conditions displayed on the locomotor system BIP 2000.This anthropomorphic robot has got fifteen electrically actuated degree of freedom and an Industrial controller. A new software has been developed with an object-oriented programming approach in order to propose the modularity required by the emulated and natural human symmetry. This consideration leads to the development of a mathematical tool allowing the computation of every modelling of a serial robot which is the sum of multiple sub robots with already known modelling. The implemented software also enables the robot to run offline generated dynamic walking trajectories and to test the balance stabilizer.We explore in this thesis the feasibility of controlling the center of gravity of a multibody robotic system with electrostatic fields acting on its virtual counterpart in order to guarantee its balance. Experimental results confirm the potential of the proposed approach.

Les applications orientées objet de tailles significatives ont des dépendances complexes et nombreuses, et généralement ne disposent pas d'architectures logicielles explicites. Par conséquent, elles sont difficiles à maintenir, et certaines parties de ces applications sont difficiles à réutiliser. Le paradigme de développement à base de composants est né pour améliorer ces aspects et pour soutenir la maintenabilité et la réutilisation efficaces. Il offre une meilleure compréhensibilité à travers une vue d'architecture de haut niveau. Ainsi, la migration des applications orientées objet à celles à base de composants contribuera à améliorer ces caractéristiques, et de soutenir l'évolution des logiciels et la future maintenance.Dans cette thèse, nous proposons une approche pour transformer automatiquement les applications orientées objet à celles à base de composants. Plus particulièrement, l'entrée de l'approche est le résultat fourni par la récupération de l'architecture logicielle: une description de l'architecture à base de composants. Ainsi, notre approche transforme le code source orienté objet afin de produire des composants déployables. Nous nous concentrons sur la transformation des dépendances orientées objet en celles basées sur les interfaces. De plus, nous passons du concept d'objet au concept d'instance d'un composant. En outre, nous fournissons une approche de transformation déclarative en utilisant des langages dédiés. Nous démontrons notre approche sur de nombreux modèles de composants bien connus. / Large object-oriented applications have complex and numerousdependencies, and usually do not have explicitsoftware architectures. Therefore they are hard to maintain, and parts of themare difficult to reuse. Component-based development paradigm emergedfor improving these aspects and for supporting effectivemaintainability and reuse. It provides better understandabilitythrough a high-level architecture view of the application. Thus, migrating object-oriented applications to component-based ones will contribute to improve these characteristics, and support software evolution and future maintenance.In this dissertation, we propose an approach to automatically transform object-oriented applications tocomponent-based ones. More particularly, the input of the approach isthe result provided by software architecture recovery: acomponent-based architecture description. Then, our approachtransforms the object-oriented source code in order to producedeployable components. We focus on transforming object-oriented dependencies into interface-based ones. Moreover, we move from the concept of object to the concept of component instance. Furthermore, we provide a declarative transformation approach using domain-specific languages. We demonstrate our approach on many well-known component models.

Cette étude a été l'occasion d'étudier les effets liés à la présence d'un cisaillement particulier de l'écoulement moyen sur le phénomène d'interaction choc/turbulence. Dans un premier temps, un outil de calcul performant et modulaire fondé sur une approche orientée objet a été développé afin de réaliser des simulations numériques directes de ce type d'écoulement. L'utilisation de schémas numériques à capture de choc et d'ordre élevé de type WENO ont permis une résolution fidèle des équations de Navier-Stokes compressibles. Dans un deuxième temps, une analyse poussée des effets de ce type de cisaillement sur la turbulence en l'absence de choc a été réalisée. Cette première étude a été l'occasion de dégager l'influence de plusieurs paramètres influents pour cette configuration d'écoulement. Enfin, dans un dernier temps, l'étude du phénomène d'interaction choc/turbulence cisaillée en présence de gradients moyens de température et de masse volumique a permis de souligner l'activation de phénomènes physiques caractéristiques à cette configuration. Ce travail permet également d'apporter une base de données de résultats susceptible d'être confrontée avec les modèles de turbulence et constitue un point de vue intéressant pour l'étude du phénomène d'interaction choc/couche limite. / This study sheds some light on the effects of a specific sheared flow over the shock / turbulence interaction phenomenon. An efficient and modular computational tool using an oriented object approach has first been developed in order to carry out direct numerical simulations of this configuration. The use of high order shock capturing schemes allows to solve accurately the turbulent flow, even in presence of physical discontinuities. A detailed study concerning the effects of this specific mean shear on the turbulent flow has then been conducted in a shock-free configuration. This preliminary study emphases some significant parameters of this flow configuration. In a second step, DNS of the interaction between the turbulent shear flow and a normal shock ware are performed. These simulations are compared to the isotropic turbulence / shock interaction situation, which allows to underline the activationof specific mechanisms due to the presence of the mean shear in the upstream flow. An interesting database is now available and can be used to assess and improve turbulence models. This is also an interesting point of view for studying the shock/boundary layer interaction phenomenon.

La télédétection est une technique de plus en plus utilisée dans le domaine fluvial, et si des images acquises à haute, voire très haute altitude via des vecteurs aéroportés et satellites sont traditionnellement utilisées, l’imagerie in situ (ou « imagerie de terrain ») constitue un outil complémentaire qui présente de nombreux avantages (facilité de mise en place, coûts réduits, point de vue oblique, etc.). Les possibilités de programmer les prises de vue fixes à des fréquences relativement élevées (de quelques dixièmes de secondes dans le cas de vidéos, à quelques heures par exemple) mais aussi de pouvoir observer les évènements au moment où ils surviennent, est sans commune mesure avec les contraintes associées à l’acquisition de l’imagerie « classique » (dont les plus hautes fréquences s’élèvent à quelques jours). Cela permet de produire des jeux de données conséquents, dont l’analyse automatisée est nécessaire et constitue l’un des enjeux de cette thèse. Le traitement et l’analyse de jeux de données produits sur cinq sites test français et québécois ont permis de mieux évaluer les potentialités et les limites liées à l’utilisation de l’imagerie in situ dans le cadre de l’étude des milieux fluviaux. La définition des conditions optimales d’installation des capteurs en vue de l’acquisition des données constitue la première étape d’une démarche globale, présentée sous forme de modules optionnels, à prendre en compte selon les objectifs de l’étude. L’extraction de l’information radiométrique, puis le traitement statistique du signal ont été évalués dans plusieurs situations tests. La classification orientée-objet avec apprentissage supervisé des images a notamment été expérimentée via des random forests. L’exploitation des jeux de données repose principalement sur l’analyse de séries temporelles à haute fréquence. Cette thèse expose les forces et les faiblesses de cette approche et illustre des usages potentiels pour la compréhension des dynamiques fluviales. Ainsi, l’imagerie in situ est un très bon outil pour l’étude et l’analyse des cours d’eau, car elle permet la mesure de différents types de temporalités régissant les processus biophysiques observés. Cependant, il est nécessaire d’optimiser la qualité des images produites et notamment de limiter au maximum l’angle de vue du capteur, ou la variabilité des conditions de luminosité entre clichés, afin de produire des séries temporelles pleinement exploitables. / Remote sensing is more and more used in river sciences, mainly using satellite and airborne imagery. Ground imagery constitutes a complementary tool which presents numerous advantages for the study of rivers. For example, it is easy to set up; costs are limited; it allows an oblique angle; etc. It also presents the possibility to set up the triggering with very high frequency, ranging, for instance, from a few seconds to a few hours. The possibility to monitor events at the instant they occur makes ground imagery extremely advantageous compared to aerial or spatial imagery (whose highest acquisition frequency corresponds to a few days). Such frequencies produce huge datasets, which require automated analyses. This is one of the challenges addressed in this thesis. Processing and analysis of data acquired at five study sites located in France and Québec, Canada, facilitated the evaluation of ground imagery potentials, as well as its limitations with respect to the study of fluvial systems. The identification of optimal conditions to set up the cameras and to acquire images is the first step of a global approach, presented as a chain of optional modules. Each one is to be taken into account according to the objectives of the study. The extraction of radiometric information and the subsequent statistical analysis of the signal were tested in several situations. In particular, random forests were applied, as a supervised object-oriented classification method. The datasets were principally exploited using high frequency time series analyses, which allowed demonstrating strengths and weaknesses of this approach, as well as some potential applications. Ground imagery is a powerful tool to monitor fluvial systems, as it facilitates the definition of various kinds of time characteristics linked with fluvial biophysical processes. However, it is necessary to optimize the quality of the data produced. In particular, it is necessary to minimize the acquisition angle and to limit the variability of luminosity conditions between shots in order to acquire fully exploitable datasets.

Nous nous intéressons au problème du dimensionnement et du placement optimal de locaux sur une surface donnée (on trouve aussi allocation spatiale), de type logements familiaux, bureaux ou équipements collectifs... Nous présentons une nouvelle approche de logiciel de CAO en architecture qui part de l'expression du besoin fonctionnel en termes de contraintes sur les locaux. La grande originalité de ce travail est de proposer un modèle de placement a trois niveaux : fonctionnel, topologique et numérique. Dans une seconde étape, le logiciel ARCHiPLAN que nous avons développé, énumère toutes les solutions topologiquement différentes, sans présumer pour autant de dimensions finales précises. Ces solutions correspondent à l'étape d'esquisses qu'effectue un architecte en phase de conception préliminaire a partir du cahier des charges fonctionnel (programme). L'architecte peut ensuite « naviguer » dans cet espace de solutions topologiques, en faible nombre, et en choisir certaines pour une étude plus poussée. Pour chaque solution topologique, la meilleure solution dimensionnelle est trouvée au regard de critères de coûts, de surfaces utiles, de trame ou autres. Cette approche, qui combine la programmation orientée objet et les techniques de programmation par contraintes, a l'avantage d'éviter le problème récurrent de l'explosion combinatoire grâce a ce modèle a trois niveaux, tout en se rapprochant de la pratique du concepteur du domaine par une méthode fonctionnelle et progressive. Le logiciel ARCHiPLAN a prouve sa robustesse, sa pertinence et sa souplesse en conception ainsi que sa rapidite sur de nombreux exemples.

Nous nous intéressons à la modélisation des mouvements de foule causés par des situations d'évacuation d'urgence. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle mathématique et une méthode numérique de gestion des contacts, afin de traiter les interactions locales entre les personnes pour finalement mieux rendre compte de la dynamique globale du trafic piétonnier. Nous proposons un modèle microscopique de mouvements de foule reposant sur deux principes. D'une part, chaque personne a une vitesse souhaitée, celle qu'elle aurait en l'absence des autres. D'autre part, la vitesse réelle des individus prend en compte une certaine contrainte d'encombrement maximal. En précisant le lien entre ces deux vitesses, le problème d'évolution prend la forme d'une inclusion différentielle du premier ordre. Son caractère bien posé est démontré en utilisant des résultats sur les processus de rafle par des ensembles uniformément prox-réguliers. Ensuite, nous présentons un schéma numérique et démontrons sa convergence. Pour calculer une vitesse souhaitée particulière (celle dirigée par le plus court chemin évitant les obstacles), nous présentons une programmation orientée objet ayant pour but de simuler l'évacuation d'une structure de plusieurs étages présentant une géométrie quelconque. Nous finissons avec d'autres choix de vitesse souhaitée (par exemple, en ajoutant des stratégies individuelles) et présentons les résultats numériques associés. Ces simulations numériques permettent de retrouver certains phénomènes observés lors de déplacements piétonniers.

Description d'un outil de développement de systèmes experts (ODSE) conçu et réalisé en ADA. Le formalisme de description des connaissances (faits et règles), les mécanismes d'interférence mis en œuvre ainsi que l'implémentation du système sont donnes. Enfin, la thèse décrit l'utilisation de ODSE pour la réalisation d'un outil d'aide a la synthèse architecturale de c.i. VLSI (ASA). Les techniques utilisées par ASA (analyse de flots, ordonnancement, allocation de ressources) sont exposées ainsi que leur traduction dans le formalisme de ODSE. Enfin, les résultats d'utilisation de ASA pour la synthèse d'un filtre Leapfrog d'ordre 9 sont donnes

Nous étudions le problème de la composition par coordination, dans lequel un groupe de composants de domaines distincts doivent travailler ensemble pour réaliser une application. Sachant que toute connexion directe entre deux composants de deux domaines différents engendre des problèmes d'évolution, nous avons exploré la coordination comme une façon de composer. Nous avons caractérisé le problème de la coordination entre domaines, et montré les modèles de conteneurs comme une solution rudimentaire à ce problème. Nous avons étudié le monde de la coordination, et nous avons introduit la "fédération", comme une architecture logicielle qui permet de structurer les applications comme un ensemble de composants qui coopèrent pour atteindre un but commun. Nous avons défini l'univers commun (les relations entre les composants de domaines distincts) et les contrats de coordination (la matérialisation des règles de jeu), comme les structures de base d'une fédération

De part leur influence déterminante sur les changements globaux, les changements d'occupation et d'utilisation des sols constituent un champ de recherche extrêmement actif. Néanmoins l'étude des changements de la zone côtière de leur conséquences locales est encore relativement rare. Or le littoral connaît depuis le siècle dernier des pressions anthropiques croissantes génératrices de changements d'occupation des sols. La finalité principale de ce travail était de contribuer à la connaissance des dynamiques territoriales récentes de la partie terrestre de la zone côtière, appliquée au territoire du Pays de Brest. La méthodologie retenue s'articule autour de la classification orientée-objet d'une image satellitaire SPOT 5 d'avril 2003, et de l'utilisation de données d'occupation des sols hétérogènes (IPLI-77), pour la production d'une information sur les changements d'occupation des sols survenus dans les communes littorales du Pays de Brest entre 1977 et 2003. Le résultat de l'analyse orientée-objet entreprise sur l'image SPOT 5 permet de décrire finement l'occupation des sols en 2003, à trois niveaux de précision. Puis l'analyse combinée des deux jeux de données décrit les principales évolutions de l'occupation des sols entre les deux dates. Elle montre une artificialisation sensible, notamment aux abords de la ville de Brest et sur le littoral, et un enfrichement des terres agricoles. Enfin la formulation d'hypothèses synthétisées sous forme de variables permet de mettre en évidence quelques facteurs de l'artificialisation à cette période.

Cette thèse présente un travail de spécification, de conception et de réalisation partielle d'un logiciel de stockage, de traitement et de visualisation graphique et cartographique des données géologiques et géotechniques. Nous avons accordé dans cette étude autant d'importance aux méthodes d'analyse et de conception qu'à la réalisation du système. En effet, nous avons établi la spécification en utilisant la métbode SA.D.T. (System Analysis Data Thecnic) qui nous a permis de constituer un dossier d'analyse de fonctionnalités du système. Par ailleurs, l'application du modèle entité-association nous a conduit à la définition des entités correspondant aux données géologiques ainsi que les relations entre ces entités. La conception du système a été basée sur la méthode orientée objet ce qui permet plus d'adaptabilité et de portabilité. La priorité a été donnée à la réalisation d'un sous*logiciel de modélisation géométrique des données et de leur visualisation tridimensionnelle. La modélisation a été basée sur un choix adéquat des structures de données. Une étude des algorithmes de triangulation et d'élimination des parties cachées a été réalisée, les algorithmes choisis ont été améliorés et adaptés à l'application présente.