The intended goal of this manuscript is to build bridges between two definitions of complexity. One of them, called the algorithmic complexity is well-known to any computer scientist as the difficulty of performing some task such as sorting or optimizing the outcome of some system. The other one, etymologically closer from the word "complexity" is about what happens when many parts of a system are interacting together. Just as cells in a living body, producers and consumers in some non-planned economies or mathematicians exchanging ideas to prove theorems. On the algorithmic side, the main objects that we are going to use are two models of computations, one called communication protocols, and the other one circuits. Communication protocols are found everywhere in our world, they are the basic stone of almost any human collaboration and achievement. The definition we are going to use of communication reflects exactly this idea of collaboration. Our other model, circuits, are basically combinations of logical gates put together with electrical wires carrying binary values, They are ubiquitous in our everyday life, they are how computers compute, how cell phones make calls, yet the most basic questions about them remain widely open, how to build the most efficient circuits computing a given function, How to prove that some function does not have a circuit of a given size, For all but the most basic computations, the question of whether they can be computed by a very small circuit is still open. On the other hand, our main object of study, cellular automata, is a prototype of our second definition of complexity. What "does" a cellular automaton is exactly this definition, making simple agents evolve with interaction with a small neighborhood. The theory of cellular automata is related to other fields of mathematics, such as dynamical systems, symbolic dynamics, and topology. Several uses of cellular automata have been suggested, ranging from the simple application of them as a model of other biological or physical phenomena, to the more general study in the theory of computation.

Dans le domaine de l'extraction de motifs, il existe un grand nombre d'algorithmes pour résoudre une large variété de sous problèmes sensiblement identiques. Cette variété d'algorithmes freine l'adoption des techniques d'extraction de motifs pour l'analyse de données. Dans cette thèse, nous proposons un formalisme qui permet de capturer une large gamme de problèmes d'extraction de motifs. Pour démontrer la généralité de ce formalisme, nous l'utilisons pour décrire trois problèmes d'extraction de motifs : le problème d'extraction d'itemsets fréquents fermés, le problème d'extraction de graphes relationnels fermés ou le problème d'extraction d'itemsets graduels fermés. Ce formalisme nous permet de construire ParaMiner qui est un algorithme générique et parallèle pour les problèmes d'extraction de motifs. ParaMiner est capable de résoudre tous les problèmes d'extraction de motifs qui peuvent ˆtre décrit dans notre formalisme. Pour obtenir de bonne performances, nous avons généralisé plusieurs optimisations proposées par la communauté dans le cadre de problèmes spécifique d'extraction de motifs. Nous avons également exploité la puissance de calcul parallèle disponible dans les archi- tectures parallèles. Nos expériences démontrent qu'en dépit de la généricité de ParaMiner ses performances sont comparables avec celles obtenues par les algorithmes les plus rapides de l'état de l'art. Ces algorithmes bénéficient pourtant d'un avantage important, puisqu'ils incorporent de nombreuses optimisations spécifiques au sous problème d'extraction de motifs qu'ils résolvent.

Nous nous intéressons aux simulations mécaniques pour des applications de synthèse d'images, particulièrement en temps réel, comme les jeux vidéos ou les simulateurs d'apprentissage de gestes techniques. La simulation physique interactive a fait des progrès remarquables ces dernières années, mais n'a pas encore atteint un niveau de maturité suffisant pour être applicable par des non-spécialistes à une grande variété de modèles. Nous présentons ici des contributions permettant de lever un certain nombre de verrous technologiques. La modélisation d'objets souples repose généralement sur une décomposition en cellules déformables. Nous avons proposé des éléments finis tétraédriques rapides et robustes, et généralisé à des grilles hexaédriques simplifiant grandement les problèmes de maillage et de contrôle de la résolution. La détection et la réponse aux collisions posent des problèmes géométriquement complexes et mécaniquement discontinus, qui causent bien souvent les principaux goulots d'étranglement des simulations. Nous avons proposé des solutions au problème du contrôle du temps de calcul, de la diversité des modèles géométriques des surfaces de contact, ainsi que de la robustesse des réponses et de leur calcul accéléré sur GPU. Une grande attention a été portée aux architectures logicielles permettant d'accroître la modularité et les performances des simulateurs. Nous avons proposé un graphe de scène mécanique permettant de hiérarchiser les modèles et décomposer les algorithmes en modules indépendants. Noua avons également exploré la distribution des simulations sur architectures parallèles, rendue nécessaire par l'évolution des matériels.

Les approches de parallélisme structuré sont un compromis entre la parallélisation automatique et la programmation concurrentes et réparties telle qu'offerte par MPI ou les Pthreads. Le parallélisme à squelettes est l'une de ces approches. Un squelette algorithmique peut être vu comme une fonction d'ordre supérieur qui capture un algorithme parallèle classique tel qu'un pipeline ou une réduction parallèle. Souvent la sémantique des squelettes est simple et correspondant à celle de fonctions d'ordre supérieur similaire dans les langages de programmation fonctionnels. L'utilisation combine les squelettes disponibles pour construire son application parallèle. Lorsqu'un programme parallèle est conçu, les performances sont bien sûr importantes. Il est ainsi très intéressant pour le programmeur de disposer d'un modèle de performance, simple mais réaliste. Le parallélisme quasi-synchrone (BSP) offre un tel modèle. Le parallélisme étant présent maintenant dans toutes les machines, du téléphone au super-calculateur, il est important que les modèles de programmation s'appuient sur des sémantiques formelles pour permettre la vérification de programmes. Les travaux menés on conduit à la conception et au développement de la bibliothèque Orléans Skeleton Library ou OSL. OSL fournit un ensemble de squelettes algorithmiques data-parallèles quasi-synchrones. OSL est une bibliothèque pour le langage C++ et utilise des techniques de programmation avancées pour atteindre une bonne efficacité. Les communications se basent sur la bibliothèque MPI. OSL étant basée sur le modèle BSP, il est possible non seulement de prévoir les performances des programmes OSL mais également de fournir une portabilité des performances. Le modèle de programmation d'OSL a été formalisé dans l'assistant de preuve Coq. L'utilisation de cette sémantique pour la preuve de programmes est illustrée par un exemple.

Les langages synchrones ont été fondés pour modéliser et implémenter les systèmes réactifs temps-réels critiques. Avec la complexité toujours croissante des systèmes contrôlés, la vitesse d'exécution devient un critère important. Nous sommes donc à la recherche d'une exécution parallèle, combinant efficacité et sûreté.Les langages synchrones ont toujours intégré la notion de parallélisme, mais ce, pour l'expressivité de la modélisation. Leurs compilations visent principalement les circuits ou la génération de code séquentiel. Tous ont une sémantique formelle, qui rend possible la distribution correcte du code. Mais la préservation de cette sémantique peut être un obstacle à l'efficacité du code généré, particulièrement s'il est nécessaire de préserver une notion d'instant global au système.Le modèle sémantique qui nous intéresse est celui des réseaux de Kahn. Ces réseaux modélisent des calculateurs distribués, communiquant au travers de files de taille non bornée. Dans ce cadre, la distribution ne demande aucune communication ni synchronisation supplémentaire. En considérant l'histoire des files de communication, la sémantique de Kahn permet de s'abstraire de l'exécution effective, tout en garantissant le déterminisme du calcul. Pour cela, chaque nœud du réseau doit avoir une sémantique fonctionnelle continue.Le langage que nous développons est Heptagon, un langage synchrone fonctionnel du premier ordre, déscendant de Lustre. Son compilateur est un prototype universitaire, apparenté à l'outil industriel Scade. Grâce à sa sémantique de Kahn, la distribution d'un programme Heptagon ne pose pas de question, son efficacité beaucoup plus.L'efficacité requiert de minimiser les synchronisations. Cela revêt deux aspects non indépendants. Avoir un découplage suffisant des calculs : il y a des délais dans les dépendances entre calculs. Avoir une granularité importante des calculs : un fort ratio temps de calcul sur fréquence de communication. Or la sémantique synchrone et les horloges d'un programme Heptagon reflètent exactement l'inverse. Elles permettent au programmeur de se contenter d'un découplage d'un instant et à chaque instant, au maximum une valeur est calculée. De plus, les instants sont typiquement courts, pour assurer que le système réagit rapidement.Des précédents travaux sur le sujet, nous tirons deux constats.Le premier est que nous souhaitons le contrôle du parallélisme par le programmeur, directement dans le code source. Il doit pouvoir maîtriser à quels instants il y a communication ou synchronisation. La solution que nous proposons dans ce manuscrit est l'utilisation des futures dans Heptagon. Ils fournissent ce pouvoir au programmeur, tout en restant des annotations qui peuvent être supprimées sans changer la sémantique dénotationnelle du programme.Le deuxième constat est que la question de la granularité des calculs est une question profonde, touchant en particulier aux questions de dépendance de données, de choix des horloges et de compilation modulaire. Heptagon, comme ses parents, restreint les réseaux de Kahn qui peuvent être écrits, de telle sorte que ces trois questions se traitent séparément. Pour mieux comprendre le lien entre ces éléments, nous revenons aux réseaux de Kahn. Notre principal résultat est la définition de la sous-classe des réseaux ordonnés réactifs. Ceux-ci sont les seuls pour lesquels nous pouvons décrire modulairement le comportement avec des horloges, sans restreindre les contextes d'appels. Ces réseaux ont une signature d'horloge en forme normale, qui maximise la granularité. Pour l'exprimer, nous introduisons les horloges entières, décrivant la communication de plusieurs valeurs en un seul instant. Nous appliquons ensuite nos résultats pour voir sous un nouveau jour Heptagon, Signal, les politiques des objets de Lucid Synchrone, mais aussi proposer une analyse pleinement modulaire de Lucy-n langage synchrone le plus fidèle aux réseaux de Kahn. / Synchronous languages are used to program critical reactive systems. Today, systems require to find a way to execute them safely and in parallel. Parallelism has always been part of synchronous langages, but for modeling purpose. Their formal semantics allow to distribute them, but preserving the semantics may be ressource costly and prevent good parallel execution.The Kahn networks model is of great interest. It models distributed computers, communicating through unbounded FIFOs, ensuring that the computed values are deterministic, without any need of added synchronization.We develop the langage Heptagon, a first order functional synchronous son of Lustre.The compiler is an academic prototype of the industrial tool Scade. Thanks to its Kahn semantics, it can be distributed. In order to be efficient, one need to maximize the decoupling of computations and maximize the computation granularity. However, synchronous langages allow for very tight computation coupling and usually require thin computation granularity to ensure reactivity of the system.We opt for two research directions. The first one is to give the control of the execution parallelism to the programer. To this mean, we add futures to the source langage Heptagon. They provide control over starting and end of parallel computations, while preserving the functional semantics. Moreover, we provide a compilation for embedded systems, using statically allocated memory. The second one is to study Kahn synchronous semantics to understand data dependencies and maximize granularity of the computations. This touches deeply to the synchronous languages, mixing the usually separated questions of causality and clock calculus. We define the class of reactive ordered Kahn networks. They are the one which may be modularly compiled and whose behavior may be expressed with a clock signature. Moreover, we show that their is a normal form for this signature, maximizing the granularity of the network. To express it, we extend clocks to integer clocks. Then we come back to the synchronous languages we know to understand how to use it. The result is fully used and explained on Lucy-n, the synchronous language closest to Kahn networks.

Les approches de parallélisme structuré sont un compromis entre la parallélisation automatique et la programmation concurrentes et réparties telle qu'offerte par MPI ou les Pthreads. Le parallélisme à squelettes est l'une de ces approches. Un squelette algorithmique peut être vu comme une fonction d'ordre supérieur qui capture un algorithme parallèle classique tel qu'un pipeline ou une réduction parallèle. Souvent la sémantique des squelettes est simple et correspondant à celle de fonctions d'ordre supérieur similaire dans les langages de programmation fonctionnels. L'utilisation combine les squelettes disponibles pour construire son application parallèle. Lorsqu'un programme parallèle est conçu, les performances sont bien sûr importantes. Il est ainsi très intéressant pour le programmeur de disposer d'un modèle de performance, simple mais réaliste. Le parallélisme quasi-synchrone (BSP) offre un tel modèle. Le parallélisme étant présent maintenant dans toutes les machines, du téléphone au super-calculateur, il est important que les modèles de programmation s'appuient sur des sémantiques formelles pour permettre la vérification de programmes. Les travaux menés on conduit à la conception et au développement de la bibliothèque Orléans Skeleton Library ou OSL. OSL fournit un ensemble de squelettes algorithmiques data-parallèles quasi-synchrones. OSL est une bibliothèque pour le langage C++ et utilise des techniques de programmation avancées pour atteindre une bonne efficacité. Les communications se basent sur la bibliothèque MPI. OSL étant basée sur le modèle BSP, il est possible non seulement de prévoir les performances des programmes OSL mais également de fournir une portabilité des performances. Le modèle de programmation d'OSL a été formalisé dans l'assistant de preuve Coq. L'utilisation de cette sémantique pour la preuve de programmes est illustrée par un exemple. / Structured parallelism approaches are a trade-off between automatic parallelisation and concurrent and distributed programming such as Pthreads and MPI. Skeletal parallelism is one of the structured approaches. An algorithmic skeleton can be seen as higher-order function that captures a pattern of a parallel algorithm such as a pipeline, a parallel reduction, etc. Often the sequential semantics of the skeleton is quite simple and corresponds to the usual semantics of similar higher-order functions in functional programming languages. The user constructs a parallel program by combined calls to the available skeletons. When one is designing a parallel program, the parallel performance is of course important. It is thus very interesting for the programmer to rely on a simple yet realistic parallel performance model. Bulk Synchronous Parallelism (BSP) offers such a model. As the parallelism can now be found everywhere from smart-phones to the super computers, it becomes critical for the parallel programming models to support the proof of correctness of the programs developed with them. . The outcome of this work is the Orléans Skeleton Library or OSL. OSL provides a set of data parallel skeletons which follow the BSP model of parallel computation. OSL is a library for C++ currently implemented on top of MPI and using advanced C++ techniques to offer good efficiency. With OSL being based over the BSP performance model, it is possible not only to predict the performances of the application but also provides the portability of performance. The programming model of OSL is formalized using the big-step semantics in the Coq proof assistant. Based on this formal model the correctness of an OSL example is proved.

Les applications informatiques sont de plus en plus présentes dans nos vies. Pour les applications critiques (médecine, transport, . . .), les conséquences d’une erreur informatique ont un coût inacceptable, que ce soit sur le plan humain ou financier. Une des méthodes pour éviter la présence d’erreurs dans les programmes est la vérification déductive. Celle-ci s’applique à des programmes écrits dans des langages de haut-niveau transformés, par des compilateurs, en programmes écrits en langage machine. Les compilateurs doivent être corrects pour ne pas propager d’erreurs au langage machine. Depuis 2005, les processeurs multi-coeurs se sont répandus dans l’ensemble des systèmes informatiques. Ces architectures nécessitent des compilateurs et des preuves de correction adaptées. Notre contribution est l’extension modulaire d’un compilateur vérifié pour un langage parallèle ciblant des architectures parallèles multi-coeurs. Les spécifications des langages (et leurs sémantiques opérationnelles) présents aux divers niveaux du compilateur ainsi que les preuves de la correction du compilateur sont paramétrées par des modules spécifiant des éléments de parallélisme tels qu’un modèle mémoire faible et des notions de synchronisation et d’ordonnancement entre processus légers. Ce travail ouvre la voie à la conception d’un compilateur certifié pour des langages parallèles de haut-niveau tels que les langages à squelettes algorithmiques. / Nowadays, we are using an increasing number of computer applications. Errors in critical applications (medicine, transport, . . .) may carry serious health or financial issues. Avoiding errors in programs is a challenge and may be achieved by deductive verification. Deductive verification applies to program written in a high-level languages, which are transformed into machine language by compilers. These compilers must be correct to ensure the nonpropagation of errors to machine code. Since 2005, multicore processors have spread in all electronic devices. So, these architectures need adapted compilers and proofs of correctness. Our work is the modular extension of a verified compiler for parallel languages targeting multicore architectures. Specifications of these languages (and their operational semantics) needed at all levels of the compiler and proofs of correctness of this compiler are parameterized by modules specifying elements of parallelism such as a relaxed memory model and notions of synchronization and scheduling between threads. This work is the first step in the conception of a certified compiler for high-level parallel languages such as algorithmic skeletons.

De nos jours, la détection de chute est un défi pour la santé, notamment pour la surveillance des personnes âgées. Le but de cette thèse est de concevoir un système de détection de chute basée sur une surveillance par caméra et d’étudier les aspects algorithmiques et architecturaux. Notre système se compose de quatre modules : la segmentation d’objet, le filtrage, l’extraction de caractéristiques et la reconnaissance qui permettent en plus de la détection de chute d’identifier leur type afin de définir un niveau d’alerte. En premier lieu, différents algorithmes ont été étudiés et comparés comme le Background Subtraction-Neural Network; le Background Subtraction-Template Matching (BGS-TM); le Background Subtraction-Hidden Markov Model ; et le Gaussian Mixture Model. Le BGS/TM présentant le meilleur taux de reconnaissance a alors été retenu. Une nouvelle base de donnée DTU-HBU a été construite et classifiée selon différentes actions : chute, non-chute (assis, couché, rampant, etc.) selon trois angles de caméra (face, côtés et de biais). Le second objectif fut de définir une méthode de conception permettant de sélectionner les architectures présentant la meilleure performance. Un premier travail fut de définir des modèles de la consommation et du temps d’exécution pour différentes cibles (processeur, FPGA). A titre d’exemple, la plateforme ZYNQ a été considérée. Les modèles proposés présentent un taux erreur inférieur à 3,5%. Une méthodologie de conception DSE basée sur deux techniques de parallélisme (Intra-task et inter-task) et couplant le taux de reconnaissance (ACC) a été définie. Les résultats obtenus montrent que l’ACC atteint 98,3% pour une énergie de 29,5 mJ/f. / Nowadays, fall detection is a major challenge in the public health care domain, especially for the elderly living alone and rehabilitants in hospitals. This thesis presents an exploration for a Fall Detection System based on camera under an algorithmic and architectural point of view. Our system includes four modules: Object Segmentation, Filter, Feature Extraction and Recognition and give an urgent alarm for detecting different kinds of fall. Firstly, different algorithms for the Fall Detection System are proposed and compared the efficiency among Background Subtraction-Neural Network, Background Subtraction-Template Matching (BGS/TM), Background Subtraction-Hidden Markov Model, and Gaussian Mixture Model. Therefore, the selected BGS/TM with 91.67% (Recall), 100% (Precision) and 95.65% (Accuracy) will be implemented on ZYNQ platform. Moreover, a DUT-HBU database which is classified with different actions: fall, non-fall in three camera directions is used to evaluate the efficiency of this system. Secondly, the aim is to explore low cost architectures for this system, new power consumption and execution time models for processor core and FPGA are defined according to the different configurations of architecture and applications. The error rates of the proposed models don’t exceed 3.5%. The models are then extended to hardware/software architectures to explore low cost architecture by defining a suitable Design Space Exploration methodology. Two techniques for parallelization which are based on intra-task and inter-task static scheduling are applied with the aim to enhance the accuracy and the power consumption of this system reaches 98.3% with energy per frame of 29.5mJ/f.

The intended goal of this manuscript is to build bridges between two definitions of complexity. One of them, called the algorithmic complexity is well-known to any computer scientist as the difficulty of performing some task such as sorting or optimizing the outcome of some system. The other one, etymologically closer from the word "complexity" is about what happens when many parts of a system are interacting together. Just as cells in a living body, producers and consumers in some non-planned economies or mathematicians exchanging ideas to prove theorems. On the algorithmic side, the main objects that we are going to use are two models of computations, one called communication protocols, and the other one circuits. Communication protocols are found everywhere in our world, they are the basic stone of almost any human collaboration and achievement. The definition we are going to use of communication reflects exactly this idea of collaboration. Our other model, circuits, are basically combinations of logical gates put together with electrical wires carrying binary values, They are ubiquitous in our everyday life, they are how computers compute, how cell phones make calls, yet the most basic questions about them remain widely open, how to build the most efficient circuits computing a given function, How to prove that some function does not have a circuit of a given size, For all but the most basic computations, the question of whether they can be computed by a very small circuit is still open. On the other hand, our main object of study, cellular automata, is a prototype of our second definition of complexity. What "does" a cellular automaton is exactly this definition, making simple agents evolve with interaction with a small neighborhood. The theory of cellular automata is related to other fields of mathematics�� such as dynamical systems, symbolic dynamics, and topology. Several uses of cellular automata have been suggested, ranging from the simple application of them as a model of other biological or physical phenomena, to the more general study in the theory of computation. / The intended goal of this manuscript is to build bridges between two definitions of complexity. One of them, called the algorithmic complexity is well-known to any computer scientist as the difficulty of performing some task such as sorting or optimizing the outcome of some system. The other one, etymologically closer from the word "complexity" is about what happens when many parts of a system are interacting together. Just as cells in a living body, producers and consumers in some non-planned economies or mathematicians exchanging ideas to prove theorems. On the algorithmic side, the main objects that we are going to use are two models of computations, one called communication protocols, and the other one circuits. Communication protocols are found everywhere in our world, they are the basic stone of almost any human collaboration and achievement. The definition we are going to use of communication reflects exactly this idea of collaboration. Our other model, circuits, are basically combinations of logical gates put together with electrical wires carrying binary values, They are ubiquitous in our everyday life, they are how computers compute, how cell phones make calls, yet the most basic questions about them remain widely open, how to build the most efficient circuits computing a given function, How to prove that some function does not have a circuit of a given size, For all but the most basic computations, the question of whether they can be computed by a very small circuit is still open. On the other hand, our main object of study, cellular automata, is a prototype of our second definition of complexity. What "does" a cellular automaton is exactly this definition, making simple agents evolve with interaction with a small neighborhood. The theory of cellular automata is related to other fields of mathematics, such as dynamical systems, symbolic dynamics, and topology. Several uses of cellular automata have been suggested, ranging from the simple application of them as a model of other biological or physical phenomena, to the more general study in the theory of computation.

Le marché de l’Internet des Objets (IdO) est en pleine progression. Il va continuer à croître et à se développer à un rythme soutenu dans les prochaines années. Les objets connectés sont constitués de composants électroniques dédiés, de processeurs et de codes logiciels. La conception de tels systèmes constitue aujourd’hui un challenge au niveau industriel. Ce challenge est renforcé par la concurrence du marché et le délai de commercialisation qui impactent directement sur le développement d’un système. Le processus de conception actuel consiste en l’élaboration d’un cahier des charges. Dans un premier temps, l’équipe en charge du développement matériel commence à développer le produit. Ensuite, la partie applicative peut être mise au point par les développeurs logiciels. Une fois le premier prototype matériel disponible, l’équipe logicielle peut alors intégrer sa partie et tenter de la valider fonctionnellement. Cette étape peut mettre en lumière des défauts dans le logiciel mais aussi lors de la conception matérielle. Malheureusement,la découverte ce type d’erreurs intervient beaucoup trop tard dans le processus de conception retardant la commercialisation du système. Afin de sécuriser au plus tôt les développements matériel et logiciel, des méthodologies basées sur le standard SystemC/Transaction Level Modeling (TLM) ont été proposées. Elles permettent de modéliser et de simuler du matériel. Durant les phases amont de conception d’un système, elles permettent de mettre en commun une version virtuelle du (futur) système entre les équipes logicielle et matérielle. Cette version virtuelle est plus couramment appelée plateforme virtuelle. Elle permet de tester et de valider le plus tôt possible lors du cycle de conception, de réduire le coût matériel en limitant la fabrication de prototypes, mais aussi de gagner du temps et donc de l’argent en diminuant les risques. Or, les objets intègrent de plus en plus de fonctionnalités aux niveaux matériel et logiciel. Les besoins ayant évolué, le standard de simulation SystemC/TLM ne répond plus à l’heure actuelle à toutes les attentes. Ces attentes concernent plus particulièrement les aspects liés à la simulation de systèmes composés de nombreuses fonctionnalités, de protocoles de communication disparates mais aussi de modèles complexes et consommateur de temps pendant la simulation. Des activités de recherche ont déjà été menées sur ces sujets. Cependant, elles ont pour la plupart abouti à des solutions qui ne sont pas interopérables. Les solutions existantes ne permettent donc pas de bénéficier de la réutilisation des modèles de la littérature. Afin de répondre à ces problèmes,une solution permettant la configuration de modèles SystemC/TLM a été recherchée. Cette dernière fait désormais partie du standard Configuration, Control and Inspection (CCI). Dans un second temps, la modélisation de protocoles de communication à un haut niveau d’abstraction(TLM Loosely Timed (LT) et Approximately Timed (AT)) a été étudiée, et plus précisément des protocoles de type non bus. Une évolution du standard actuel permettant d’améliorer le support,l’interopérabilité, la réutilisation a été proposée dans le cadre de la thèse. Ensuite, une évolution du standard SystemC et plus précisément du comportement du noyau de simulation a été étudiée pour supporter l’attente d’événements asynchrones. Ce type d’événement ouvre la voie à la parallélisation et la distribution de modèles sur différents threads / machines. Enfin, une solution permettant l’intégration de modèles de Central Processing Units (CPU) intégrés dans QuickEMUlator (QEMU), un émulateur / virtualisateur de système, a été étudiée. Finalement, toutes ces contributions ont été associées à travers la modélisation d’un ensemble d’objets connectés à une passerelle. / The market for Internet Of Things (IOT) is on the rise. It is predicted to continue to grow at a sustained pace in the coming years. Connected objects are composed of dedicated electronic components, processors and software. The design of such systems is today a challenge from an industrial point of view. This challenge is reinforced by market competition and time tomarket that directly impact the success of a system. In a current design process involvesthe development of a specification. Initially, the team in charge of hardware development beginsto design the system. Second, the application part can be done by software developers. Oncethe first hardware prototype is available, the software team can then integrate their part and try tovalidate the functionality. This step may reveal defects in the software but also in the hardware architecture. Unfortunately, the discovery of these errors occurs far too late in the design process,could impacts the marketing of the system and potentially its success. In order to ensure that the hardware and software designs will work together as early as possible, methodologies based onthe SystemC / Transaction Level Modeling (TLM) standard have been widely adopted. They involvethe modelling and simulation of the proposed hardware architectures. During the initial phasesof a product’s design, they enable the software and hardware team to share a virtual version ofthe (future) system. This virtual version is more commonly referred to as a virtual platform. It facilitates early software development, test and validation; reduces material cost by limiting the number of prototypes; saves time and money by reducing risks. However, connected objects are increasingly incorporating hardware and software features. As the requirements have evolved, theSystemC / TLM simulation standard no longer meets all expectations. It includes aspects related to the simulation of systems composed of many functionality, disparate communication protocolsbut also complex and time consuming models during the simulation. Some works have already been carried out on these subjects. However, as the number of components increases, all formsof interoperability of models and tools become increasingly difficult to handle. Moreover, mostof the research has resulted in solutions that are not inter-operable and can not reuse existingmodels. To solve these problems, this thesis proposes a solution for configuring SystemC / TLMmodels. It is now part of the standard Configuration, Control and Inspection (CCI). In a secondstep, the modeling of high-level abstraction communication protocols (TLM Loosely Timed (LT)and Approximately Timed (AT)) has been studied, as it relates to non-bus protocols. An evolution of the standard to improve support, interoperability and reuse is also proposed. In a third step,a change of the SystemC standard and more precisely of the behavior of the simulation kernelhas been studied to support asynchronous events. These open the way to parallelization and distribution of models on different threads / machines. In a fourth step, a solution to integrate Central Processing Units (CPU) models integrated in Quick EMUlator (QEMU), a system emulator/ virtualizer, has been studied. Finally, all these contributions have been applied in the modeling ofa set of objects connected to a gateway.