L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'élaboration de méthodes d'aide à la conception de systèmes coopératifs en prenant en compte les contraintes temporelles de manière quantitative. L'approche développée est fondée sur les réseaux de Petri, la logique linéaire et les graphes de contraintes temporelles. C'est une approche orientée « événements » et non orientée « états » comme c'est souvent le cas dans les approches fondées sur les réseaux de Petri. Elle est décomposée en deux étapes : une étape d'analyse « qualitative » et une étape d'analyse « quantitative ». La première consiste à obtenir les relations de causalité entre les événements appartenant à un scénario donné. L'équivalence entre un arbre de preuve en logique linéaire et le processus fini obtenu par dépliage d'un réseau de Petri à partir du même marquage initial montre que ces relations sont des relations de précédence. L'introduction de la notion de séquent caractéristique permet de mettre en Suvre une approche compositionnelle des processus à partir des règles du calcul des séquents. La deuxième étape consiste à passer du graphe décrivant les relations de précédence à un graphe de contraintes temporelles exprimant de façon linéaire l'ensemble des contraintes temporelles quantitatives que doivent vérifier les dates des franchissements des transitions dans un scénario. Il devient ainsi possible d'exploiter tous les résultats des techniques classiques d'analyse et de propagation de contraintes. Cette démarche est complètement cohérente avec les réseaux de Petri p-temporels mais difficilement compatible avec les t-temporels car ils engendrent des ensembles de contraintes qui sont plus complexes. Nous avons illustré cette démarche par un problème simple d'ordonnancement de documents multimédias. Nous avons par la suite montré comment, pour les réseaux de Petri t-temporels, nous pouvions calculer les dates de franchissements et les durées de séjour des jetons dans les places en restant sous une fo rme symbolique dans le cadre de la sémantique faible.

Ce travail s'intéresse à la caractérisation hors ligne d'ensembles de solutions en ordonnancement destinés à offrir une certaine flexibilité. Il s'inscrit dans le champ de l'ordonnancement robuste pour lequel on désire construire un ensemble d'ordonnancements relativement insensible, du point de vue de ses performances, aux événements imprévus survenant lors de la mise en Suvre en environnement perturbé. L'approche robuste proposée est de type proactif-réactif. Elle s'appuie sur les notions de structures d'intervalles et de conditions de dominance (ou de conditions suffisantes) vis-à-vis de l'admissibilité ou de l'optimalité de solutions en ordonnancement. Ce travail s'est particulièrement focalisé sur la phase proactive où il s'agit d'anticiper la mise en Suvre de l'ordonnancement, en construisant au plus tôt une organisation relativement insensible aux perturbations, tout en disposant d'indicateurs relatifs à la performance temporelle. Dans ce cadre, nous montrons en particulier l'intérêt de certains ordres partiels, établis sur la base de corps d'hypothèses restreints, permettant d'une part la détermination d'une performance au mieux et au pire de l'ensemble de solutions caractérisé, et d'autre part, le calcul d'indicateurs de flexibilité. Dans un premier temps, le problème d'ordonnancement à une machine est étudié. Pour ce problème, un ordre partiel dominant basé sur une analyse de structure d'intervalles est décrit. Cet ordre partiel caractérise un ensemble dominant de solutions de cardinalité calculable, dont la performance au mieux et au pire, en terme de retard algébrique, peut être déterminée en temps de calcul polynomial. Deux approches d'ordonnancement robuste sont ensuite proposées permettant soit de caractériser toutes les séquences optimales contenues dans l'ensemble dominant initial, soit de trouver un compromis flexibilité / performance acceptable. Dans un deuxième temps, les problèmes d'ordonnancement sur plusieurs machines sont considérés. Un ordre partiel suffisant est d'abord proposé pour le problème flow shop de permutation à deux machines. Deux algorithmes, utilisant les résultats obtenus pour le problème à une machine, sont ensuite présentés dans le cadre de problèmes de type job shop.

No description available.

Nous avons étudié dans cette thèse une approche discrète de la synthèse de contrôleurs pour les systèmes hybrides permettant la manipulation de dynamiques non-linéaires : les états sont regroupés dans une partition finie au prix d'une sur-approximation non déterministe de la relation de transition. Nous avons développé des algorithmes permettant de réduire l'explosion du nombre d'états due à la discrétisation en exploitant des propriétés des systèmes ODE. Ces algorithmes sont basés sur une approche hiérarchique du problème de la synthèse en le résolvant pour des sous problèmes et en utilisant ces résultats pour réduire l'espace d'états global. Nous avons aussi combiné des objectifs de vivacité et de sécurité pour s'approcher d'une stabilisation. Des résultats implémentés sur un prototype viennent montrer l'intérêt de cette approche.Pour la vérification, nous avons étudié le problème du model checking d'automates temporisés basé sur la résolution SAT. Nous avons exploré des solutions alternatives pour le codage des réductions SAT basées sur des exécutions parallèles de transitions indépendantes. Alors qu'une telle optimisation a déjà été étudiée pour les systèmes discrets, une approche intuitive pour les automates temporisés serait de considérer que des transitions en parallèle ont lieu au même instant (synchrones). Toutefois il est possible de relâcher cette condition et nous avons montré trois sémantiques différentes pour les séquences temporisées avec des transitions parallèles. Nous montrons la correction des sémantiques et décrivons des résultats expérimentaux réalisés avec notre prototype. / We consider a discretization based approach to controller synthesis of hybrid systems that allows to handle non-linear dynamics. In such an approach, states are grouped together in a finite index partition at the price of a non-deterministic over approximation of the transition relation. The main contribution of this work is a technique to reduce the state explosion generated by the discretization: exploiting structural properties of ODE systems, we propose a hierarchical approach to the synthesis problem by solving it first for sub problems and using the results for state space reduction in the full problem. A secondary contribution concerns combined safety and liveness control objectives that approximate stabilization. Results implemented on a prototype show the benefit of this approach. For the verification, we study the model checking problem of timed automata based on SAT solving. Our work investigates alternative possibilities for coding the SAT reductions that are based on parallel executions of independent transitions. While such an optimization has been studied for discrete systems, its transposition to timed automata poses the question of what it means for timed transitions to be executed “in parallel”. The most obvious interpretation is that the transitions in parallel take place at the same time (synchronously). However, it is possible to relax this condition. On the whole, we define and analyse three different semantics of timed sequences with parallel transitions. We prove the correctness of the proposed semantics and report experimental results with a prototype implementation.

La programmation synchrone a ete proposee pour faciliter la conception et la programmation des systemes reactifs (systemes dont le role est de reagir continument a leur environnement physique, celui-ci etant incapable de se synchroniser avec le systeme). Ces systemes sont tres souvent repartis, que ce soit pour des raisons d'implantation physique, d'amelioration des performances ou de tolerance aux pannes. En outre, les travaux sur la compilation des langages synchrones ont conduit a utiliser une representation interne des programmes sous forme d'un automate d'etats fini : c'est le format OC. Ce travail porte donc sur la repartition automatique des programmes OC. La principale difficulte est d'assurer l'equivalence fonctionnelle et temporelle entre le programme centralise initial et le programme reparti, et de prouver cette equivalence, ce qui est indispensable dans le domaine du temps reel critique. Nous nous attachons egalement a minimiser localement la structure de controle de chaque programme reparti. Pour cela nous developpons un algorithme original de reduction des tests ``a la volee'' utilisant des techniques de bisimulation. D'autre part nous definissons completement l'environnement d'execution des programmes repartis. Ici notre principal souci est de fournir une solution la plus proche possible de l'execution centralisee. Enfin dans le but d'expliquer les desynchronisations introduites par la repartition, nous proposons une semantique originale du langage synchrone Lustre, semantique definie par des ordres partiels.

Cette étude porte sur la modélisation et la simulation numérique d'un piano, en domaine temporel, par modèles phy- siques. Nous souhaitons rendre compte du comportement vibratoire et acoustique du piano, en prenant en compte les éléments principaux qui contribuent à la production du son. La table d'harmonie est modélisée par une équation bidimensionnelle de plaque épaisse, le système de Reissner Mindlin, pour un matériau orthotrope et hétérogène, dont l'amortissement dépend de la fréquence. Grâce aux équations de la vibroacoustique, la table rayonne dans l'air, dans lequel on souhaite calculer le champ acoustique complet autour de la ceinture du piano, que l'on suppose rigide. La table d'harmonie est d'autre part sollicitée par les cordes, à travers le chevalet où elles présentent un léger angle par rapport au plan horizontal. Chaque corde est modélisée par un système d'équations monodimensionnelles amorties dans lequel on prend en compte non seulement les ondes transversales excitées par le marteau, mais aussi la raideur à travers les ondes de cisaillement, ainsi que le couplage avec les ondes longi- tudinales provenant de la prise en compte des non linéarités géométriques. Le marteau est lancé avec une vitesse initiale vers un chœur de cordes, contre lequel il s'écrase avant d'être repoussé par les cordes. La force d'interaction dépend de façon non linéaire de l'écrasement du marteau.Le modèle complet de piano, que l'on souhaite résoudre numériquement, consiste donc en un système couplé d'équations aux dérivées partielles, dont chacune revêt des difficultés de nature différente : la corde est régie par un système d'équations non linéaires, la table d'harmonie est soumise à un amortissement dépendant de la fréquence, la propagation acoustique requiert un très grand nombre d'inconnues; auxquelles s'ajoute la difficulté inhérente aux couplages. D'une part, la stabilité numérique du schéma discret peut être compromise par la présence d'équations non linéaires et de nombreux couplages. Une méthode efficace pour garantir cette stabilité a priori est de construire un schéma qui conserve, ou dissipe, un équivalent discret de l'énergie physique d'un pas de temps au suivant. Une contribution majeure de ce travail a été de développer des schémas préservant une énergie discrète pour une classe de systèmes non linéaires dans laquelle s'inscrit le modèle de corde. D'autre part, afin d'augmenter l'efficacité de la méthode et de réduire le coût des calculs numériques, il est souhaitable de mettre à jour de façon découplée les inconnues liées aux différentes parties du problème, sur lesquelles la discrétisation en temps est faite de façon différente, afin de s'adapter aux spécificités de chacune. L'introduction de multiplicateurs de Lagrange nous permet de réaliser ce découplage artificiel grâce à des compléments de Schur adaptés. L'utilisation du code de calcul en situation réaliste montre le potentiel d'une telle modélisation d'un piano complet en domaine temporel. Au delà de très bien reproduire les mesures, il est possible d'étudier l'influence de certains phénomènes physiques (corde raide, non linéaire), de la géométrie ou encore des matériaux utilisés sur le comportement vibratoire général du piano, et sur le son en particulier. L'enrichissement spectral, ainsi que l'apparition des " partiels fantômes " et du précurseur non linéaire sont clairement mis en évidence pour les grandes amplitudes de jeu, soulignant l'intérêt de notre approche dans la compréhension du fonctionnement de l'instrument.

Les découvertes scientifiques aboutissent souvent à la représentation de structures dans l'environnement sous forme de graphes d'objets. Par exemple, certains réseaux de réactions biologiques visent à représenter les processus vitaux tels que la consommation de gras ou l'activation/désactivation des gênes. L'extraction de connaissances à partir d'expérimentations, l'analyse des données et l'inférence conduisent à la découverte de structures effectives dans la nature. Ce processus de découverte scientifiques peut-il être automatisé au moyen de diverses sources de connaissances? Dans cette thèse, nous abordons la même question dans le contexte contemporain de l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM) de systèmes logiciels complexes. L'IDM vise à accélérer la création de logiciels complexes en utilisant de artefacts de base appelés modèles. Tout comme le processus de découverte de structures effectives en science un modeleur crée dans un domaine de modélisation des modèles effectifs, qui représente des artefacts logiciels utiles. Dans cette thèse, nous considérons deux domaines de modélisation: métamodèles pour la modélisation des langages et des feature diagrams pour les lignes de produits (LPL) logiciels. Pouvons-nous automatiser la découverte de modèles effectifs dans un domaine de modélisation? Le principal défi dans la découverte est la génération automatique de modèles. Les modèles sont des graphes d'objets interconnectés avec des contraintes sur leur structure et les données qu'ils contiennent. Ces contraintes sont imposées par un domaine de modélisation et des sources hétérogènes de connaissances, incluant plusieurs règles de bonne formation. Comment pouvons-nous générer automatiquement des modèles qui satisfont ces contraintes? Dans cette thèse, nous présentons un framework dirigé par les modèles pour répondre à cette question. Le framework pour la découverte automatique de modèles utilise des sources hétérogènes de connaissances pour construire, dans un premier temps, un sous-ensemble concis et pertinent d'une spécification du domaine de modélisation appelée domaine de modélisation effectif. Ensuite, il transforme le domaine de modélisation effectif défini dans différent langages vers un problème de satisfaction de contraintes dans le langage de spécification formel Alloy. Enfin, le framework invoque un solveur sur le modèle Alloy pour générer un ou plusieurs modèles effectifs. Nous incorporons le framework dans deux outils: PRAMANA pour la découverte de modèles a partir de n'importe quel langage de modélisation et AVISHKAR pour la découverte de produits dans une LPL. Nous validons notre framework par des expérimentations rigoureuses pour la génération de test, la complétion de modèles partiel, la génération de produits, et la génération d'orchestrations web service. Les résultats montrent que notre framework génère systématiquement des solutions effectives dans des domaines de modélisation à partir de cas d'étude significatifs.

Cette étude porte sur la modélisation et la simulation numérique d'un piano, en domaine temporel, par modèles phy- siques. Nous souhaitons rendre compte du comportement vibratoire et acoustique du piano, en prenant en compte les éléments principaux qui contribuent à la production du son. La table d'harmonie est modélisée par une équation bidimensionnelle de plaque épaisse, le système de Reissner Mindlin, pour un matériau orthotrope et hétérogène, dont l'amortissement dépend de la fréquence. Grâce aux équations de la vibroacoustique, la table rayonne dans l'air, dans lequel on souhaite calculer le champ acoustique complet autour de la ceinture du piano, que l'on suppose rigide. La table d'harmonie est d'autre part sollicitée par les cordes, à travers le chevalet où elles présentent un léger angle par rapport au plan horizontal. Chaque corde est modélisée par un système d'équations monodimensionnelles amorties dans lequel on prend en compte non seulement les ondes transversales excitées par le marteau, mais aussi la raideur à travers les ondes de cisaillement, ainsi que le couplage avec les ondes longi- tudinales provenant de la prise en compte des non linéarités géométriques. Le marteau est lancé avec une vitesse initiale vers un chœur de cordes, contre lequel il s'écrase avant d'être repoussé par les cordes. La force d'interaction dépend de façon non linéaire de l'écrasement du marteau.Le modèle complet de piano, que l'on souhaite résoudre numériquement, consiste donc en un système couplé d'équations aux dérivées partielles, dont chacune revêt des difficultés de nature différente : la corde est régie par un système d'équations non linéaires, la table d'harmonie est soumise à un amortissement dépendant de la fréquence, la propagation acoustique requiert un très grand nombre d'inconnues; auxquelles s'ajoute la difficulté inhérente aux couplages. D'une part, la stabilité numérique du schéma discret peut être compromise par la présence d'équations non linéaires et de nombreux couplages. Une méthode efficace pour garantir cette stabilité a priori est de construire un schéma qui conserve, ou dissipe, un équivalent discret de l'énergie physique d'un pas de temps au suivant. Une contribution majeure de ce travail a été de développer des schémas préservant une énergie discrète pour une classe de systèmes non linéaires dans laquelle s'inscrit le modèle de corde. D'autre part, afin d'augmenter l'efficacité de la méthode et de réduire le coût des calculs numériques, il est souhaitable de mettre à jour de façon découplée les inconnues liées aux différentes parties du problème, sur lesquelles la discrétisation en temps est faite de façon différente, afin de s'adapter aux spécificités de chacune. L'introduction de multiplicateurs de Lagrange nous permet de réaliser ce découplage artificiel grâce à des compléments de Schur adaptés. L'utilisation du code de calcul en situation réaliste montre le potentiel d'une telle modélisation d'un piano complet en domaine temporel. Au delà de très bien reproduire les mesures, il est possible d'étudier l'influence de certains phénomènes physiques (corde raide, non linéaire), de la géométrie ou encore des matériaux utilisés sur le comportement vibratoire général du piano, et sur le son en particulier. L'enrichissement spectral, ainsi que l'apparition des " partiels fantômes " et du précurseur non linéaire sont clairement mis en évidence pour les grandes amplitudes de jeu, soulignant l'intérêt de notre approche dans la compréhension du fonctionnement de l'instrument.

Des assemblages de pollinisateurs sauvages plus diversifiés et abondants fourniraient un service de pollinisation plus stable et efficace pour une plus large gamme de cultures. La rupture de l’équilibre entre milieux semi-naturels et anthropisés dans la mosaïque paysagère est souvent invoquée pour expliquer le déclin des pollinisateurs. Le maintien des abeilles sauvages est fortement dépendant de la disponibilité, dans le rayon de dispersion de l’espèce, des ressources floristiques et des micro-habitats de nidification et d’hivernage. Nous avons analysé dans une synthèse bibliographique l'effet de la proximité à la forêt ou de la proportion de forêt dans le paysage sur deux services (pollinisation et contrôle des ravageurs) et un dis-service écosystémiques (ravageurs) rendus par les arthropodes aux cultures. Nos propres travaux fournissent les premiers exemples approfondis en milieu tempéré de l’intérêt des lisières forestières pour les abeilles pollinisatrices des cultures. A l’échelle de parcelles de colza et de pommiers, nous avons démontré que les lisières forestières (i) sont le site de nidification/accouplement de nombreuses espèces printanières, (ii) offrent dès le début du printemps une diversité de ressources florales favorables, et (iii) ont un intérêt variable dans la saison en fonction des groupes écologiques d’abeilles. La diversité des abeilles sauvages régresse à l’intérieur du champ avec la distance à la lisière, en fonction des capacités de vol. A la lumière de nos résultats, nous suggérons un aménagement agro-écologique des territoires agricoles intégrant des lisières forestières dans une trame arborée favorable aux abeilles. / More diverse and abundant assemblages of wild pollinators should provide a more stable and effective pollination service for a wider range of crops. The disruption of the balance between semi-natural and manmade environments in the mosaic landscape is often invoked to explain the decline of pollinators. The survival of wild bees is highly dependent on the availability, within species dispersal radius, of both floral resources and nesting and wintering micro-habitats. In a literature review, we analyzed the effect of proximity to the forest or the proportion of forest in the landscape on both ecosystem services (pollination and pest control) and dis-services (pests) provided by arthropods to crops. Our own work provides the first in-depth demonstration of the interest of forest edges for bees pollinating crops in temperate regions. At the scale of oilseed and apple crops, we demonstrated that forest edges (i) are the nesting / mating sites for many spring species, (ii) provide a diversity of favorable floral resources at early spring, and (iii) have a season-dependent interest for bee guilds. The diversity of wild bees decreases within the field with distance from the edge, depending on the bee flight abilities. In light of our results, we suggest an agro-ecological management of agricultural land incorporating forest edges in a woody network in favour of wild bees.

Cette thèse a pour objectif d’évaluer et de comparer la performance des stratégies d’assurance de portefeuille pour tenter de définir quelles stratégies doivent être privilégiées par les investisseurs. Nous comparons de nombreuses stratégies d’assurance (OBPI, CPPI, put synthétique et Stop-loss) entre elles mais également avec quelques autres stratégies de référence. Nous utilisons différents critères de comparaison qui comprennent: 1. Les distributions de pay-off, le niveau de protection, la dominance stochastique et le coût d’assurance dans différentes conditions de marché identifiées par des modèles à changements de régime markovien. 2. Les mesures de la performance ajustée au risque qui peuvent refléter les préférences des investisseurs vis-à-vis du risque et de la rentabilité. 3. Les préférences des investisseurs en intégrant la théorie cumulative des perspectives (TCP). Nos résultats semblent mettre en évidence une dominance des stratégies CPPI dans la majorité des cas et pour la majorité des critères de comparaison. / This thesis is set out with the objective of evaluating and comparing the performance of portfolio insurance strategies. We try to figure out when and why one portfolio insurance strategy should be preferred by investors in practice. To meet this objective, main portfolio insurance strategies (OBPI, CPPI, Synthetic put and Stop-loss) are compared relatively to each other and to some benchmark strategies. Portfolio insurance strategies are applied within different implementation scenarios and compared according to various criteria that include:1. The payoff functions, stochastic dominance, the level of protection and the cost of insurance under bull and bear market conditions. 2. Various risk adjusted performance measures that reflect different investors’ preferences toward risk and return. 3. The preferences of investors who act according to cumulative prospect theory (CPT). Our results reveal a dominant role of CPPI strategy at the majority of cases and according to the majority of comparison criteria.