Ce manuscrit présente une méthode de contrôle de qualité de service à grain fin d'applications multimédia. Celle-ci permet le contrôle d'applications dont les actions sont paramétrées par des niveaux de qualité et dont les durées d'exécution ne sont pas connues. Le contrôle consiste en la construction d'un ordonnancement et le choix des niveaux de qualité respectant des propriétés de sûreté et d'optimalité. C'est-à-dire que l'on cherche à maximiser l'utilisation du budget de temps sans pour autant le dépasser tout en ayant un choix de qualité régulier. Le contrôleur utilise une politique de gestion de qualité permettant de choisir pour chaque action l'ordonnancement et le niveau de qualité respectant les contraintes de qualité de service. Nous étendons et améliorons les résultats précédents dans deux directions. La première propose une approche symbolique de la politique de gestion de qualité. Celle-ci utilise un diagramme de vitesses qui est une représentation graphique du comportement de l'application contrôlée. À partir de cette représentation, nous avons proposé une technique de contrôle permettant de relâcher le nombre d'appels au contrôleur tout en respectant les propriétés de sûreté et d'optimalité. Nous avons ensuite proposé une approche stochastique du problème basée sur des fonctions de distribution de probabilités pour les durées d'exécution des actions. Notre méthode donne la possibilité à l'utilisateur de fixer la criticité des contraintes temps-réel. Elle permet aussi de calculer à priori le taux attendu de dépassement des échéances. Ces résultats théoriques ont été appuyés par des expériences réalisées sur un encodeur vidéo s'exécutant sur machine nue.

Notre proposition consiste à présenter un modèle et une infrastructure d'exécution orienté composant pour le domaine des applications multi-tâches à contraintes temps réel souples et embarquées (nommé Tinap).<br /><br />Nous définissons un modèle de composant reposant sur plusieurs vues : une vue structurelle, placée au centre du cycle de conception, reposant initialement sur le modèle Fractal, une vue dynamique permettant au concepteur, dans une démarche descriptive, de personnaliser l'architecture métier pour définir les aspects de son applicatif liés à la concurrence, et enfin une vue implantation et une vue comportement fournissant respectivement une abstraction de l'implantation interne des composants et de leur comportement à l'égard de leur environnement. De plus, notre proposition est intégrée à un cadre méthodologique dirigé par les modèles.<br /><br />Nous avons également expérimenté le paradigme composant à différents niveaux d'abstraction : pour l'applicatif et pour celui de l'infrastructure d'exécution qui les implante. Enfin, au niveau du système d'exploitation fournissant les services élémentaires nécessaires. Cette démarche est motivée par la volonté d'exploiter notre modèle multi-vues canonique et de l'adapter en fonction des besoins de chaque niveau d'abstraction. Cette expérimentation est menée avec Think, une implantation en C des spécifications Fractal.<br /><br />Nous expérimentons Tinap par deux cas d'étude que nous avons prototypés. En premier lieu, pour concevoir une application d'analyse et de contrôle de flux multimédias par l'intermédiaire de disques vinyles. En second lieu pour expérimenter la mise en oeuvre du modèle d'exécution Accord (une méthodologie de conception pour applications temps-réel).

Une methode de conception descendante par affinements successifs de spécifications est présentée. Le point de départ de la conception est la spécification initiale du système sous forme comportementale. L'étape suivante est la specification algorithmique du systeme qui consiste à définir une machine abstraite réalisant le systeme ainsi que la dérivé temporelle admissible sur les entrées et les sorties du système. Ensuite, deux types d'implantation sont proposes: l'implantation fidèle qui est la réalisation d'une machine concrète ayant un comportement semblable à la machine abstraite (à la dérivé temporelle près). Dans le cas contraire, une alarme est envoyée à l'environnement. Cette implantation peut être faite automatiquement grâce à l'interpréteur GRAFCET fidèle. Le deuxième type d'implantation est l'implantation sur ou par construction les contraintes de fonctionnement sont respectées

Présentation du formalisme, notion d'observateur. Application du formalisme au contrôle des procédés. Analyse des langages et systèmes dans l'esprit du formalisme. Algorithmes et automates de séquence. Syntaxe du langage CSL. Proposition d'un interpréteur CSL. Application à une installation d'emballage et de stockage de lampes électriques

Après un état de l'art sur l'ordonnancement en général et l'ordonnancement temps réel en particulier permetttant de préciser les notions utilisées par la suite et après avoir motivé l'intérêt d'une nouvelle contrainte temps réel de latence, nous proposons un modèle qui formalise les systèmes temps réel avec contraintes de précédences, de périodicités et de latences. Dans ce modèle, les précédences sont définies par un graphe orienté acyclique infiniment répété. Pour le cas monoprocesseur, on étudie trois problèmes d'ordonnancement : celui des systèmes avec contraintes de précédences et de périodicités, celui des systèmes avec contraintes de précédences et de latences et enfin celui des systèmes avec contraintes de précédences, de périodicités et de latences. Pour chaque problème on étudie la cohérence entre les différentes contraintes, on donne des conditions d'ordonnançabilité et on propose un algorithme prouvé optimal dans le sens où s'il y a un ordonnancement, l'algorithme le trouvera. On passe ensuite au cas multiprocesseur où l'architecture est définie par un graphe non-orienté. On étudie trois problèmes d'implantation (distribution et ordonnancement) dans les mêmes cas qu'en monoprocesseur en tenant compte des temps de communications. On prouve que ces trois problèmes sont NP-difficiles et on propose, donc, des heuristiques. Les performances de chaque heuristique sont comparées à celles d'algorithme exacte de type "branch and bound", en utilisant des simulations numériques.

On présente une nouvelle méthode de relaxation pour résoudre les équations de Navier-Stokes compressibles munies d'une loi de pression générale. La méthode s'inspire de la décomposition de l'énergie interne introduite par Coquel et Perthame (SIAM J. Numer. Anal., 35 (6), 2223-2249, 1998) pour les équations d'Euler. Elle conserve, en particulier, les mêmes conditions "sous-caractéristiques" pour l'exposant adiabatique du gaz fictif intervenant dans la relaxation. Dans cette thèse, on introduit une décomposition des flux diffusifs (tenseur des contraintes visqueuses et flux de chaleur) qui assure la stabilité du processus de relaxation via la positivité de la production d'entropie. Une analyse asymptotique au premier ordre autour de l'état d'équilibre permet également de montrer la stabilité du système relaxé, mais avec une décomposition différente du flux de chaleur. On présente ensuite une implémentation numérique de la méthode de relaxation. Celle-ci est mise en oeuvre en considérant une méthode mixte volume finis/éléments finis applicable à des maillages triangulaires non structurés avec un schéma d'ordre 3 en espace (méthode MUSCL et B-schéma) en temps basé sur une méthode de Runge-Kutta à 4 pas. Enfin, on valide la nouvelle méthode de relaxation sur 3 cas tests : advection d'un réseau périodique de vortex, interaction entre un spot de température et un choc et interaction entre un choc et un couche limite.

L'objet de cette thèse est l'étude d'une représentation structurée pour les sons polyphoniques. Dans un premier temps, certains pics (maxima locaux du spectre de puissance) sont sélectionnés dans une succession de spectres à court terme. Un algorithme dit de "suivi de partiels" relie ensuite de trame en trame certains de ces pics pour former des partiels : oscillateurs quasi-sinusoïdaux dont les paramètres de fréquence et d'amplitude évoluent lentement et de façon continue au cours du temps. Les contraintes liées à l'analyse de signaux polyphoniques amènent des artefacts dans la représentation spectrale, des pics sont manquants ou corrompus. Ces dégradations rendent le plus souvent inopérantes les techniques de suivi de partiel basées sur des heuristiques simples. L'utilisation des contraintes relatives au modèle sinusoïdal, comme le caractère prédictible des évolutions des paramètres des partiels de même que l'absence théorique de hautes fréquences dans ces évolutions permettent de proposer de nouveaux algorithmes de suivi adaptés au problème posé. Cette plus grande fidélité se fait au détriment du coût de calcul, coût qui reste toutefois raisonnable pour la plupart des méthodes proposées dans ce document. L'ensemble des partiels extraits se doit d'avoir de bonnes propriétés pour permettre ensuite une agrégation sans ambiguïté. Une première série de tests évalue un algorithme pour ses propriétés intrinsèques, tandis que la seconde série évalue les propriétés de cet algorithme lorsqu'il est inclus dans un module complet d'analyse / synthèse. A la suite d'un défaut de transmission ou d'une insuffisance de l'analyse, certains partiels peuvent être incomplets ou dégradés. Ces partiels sont alors reconstruits selon un algorithme original d'interpolation basée sur la prédiction linéaire des paramètres de fréquences et d'amplitude évitant les discontinuités de phase aux bornes de la zone interpolée. Enfin, les partiels présentant certaines corrélations sont ensuite agrégés pour former des entités sonores, chaque entité étant perçue par le système auditif humain non plus comme plusieurs sons simples mais comme un unique son complexe. On utilise pour cela plusieurs indices issus d'études psychoacoustiques tels que l'apparition simultanée de partiels, leur relation d'harmonicité et les évolutions corrélées de leurs paramètres.

Cette thèse se situe à l'interface de deux des sujets de recherche du LEPSi8S, la perception et la réalité virtuelle, appliqués aux transports routiers. L'objectif de la thèse est d'améliorer l'état de l'art concernant le rendu des images de synthèse pour les simulateurs de conduite. L'axe privilégié est le réalisme perceptif des images. L'approche retenue propose un mode de rendu High Dynamic Range, qui permet de générer une image en luminance. La technique proposée permet de réutiliser des environnements virtuels classiques, avec un minimum d'informations supplémentaires concernant les sources lumineuses. Les textures et matériaux existants sont utilisés pour un rendu aussi proche physiquement de la réalité que possible. Ensuite, l'image est traitée avec un opérateur de reproduction de tons, qui compresse la dynamique pour tenir compte des limites liées au dispositif d'affichage, tout en respectant autant que possible un réalisme perceptif du rendu. L'opérateur a été choisi de façon à ce qu'il soit adapté à la simulation de conduite, notamment pour les cas extrêmes (nuit, éblouissement, soleil rasant). Une simulation de l'éblouissement a également été implémentée. L'ensemble du rendu est temps réel, et a été intégré dans la boucle visuelle les simulateurs de conduite du LEPSiS. Enfin, des comparaisons réel-virtuel ont permis de montrer la qualité du rendu HDR obtenu. Des expérimentations avec sujets, sur des photographies (avec une référence réelle) et sur des vidéos, ont de plus montré les meilleures performances d'un opérateur doté d'un modèle visuel humain pour la simulation de conduite, notamment par sa capacité à s'adapter temporellement aux variations de luminance.

Ce mémoire de thèse présente la réalisation d'un système de localisation pour un robot mobile fondé sur la vision monoculaire. L'objectif de ces travaux est de pouvoir faire naviguer un véhicule robotique sur parcours donné en milieu urbain. Le robot est d'abord conduit manuellement. Pendant cette phase d'apprentissage, la caméra embarquée enregistre une séquence vidéo. Après un traitement approprié hors ligne, une image prise avec le même matériel permet de localiser le robot en temps réel. Cette localisation peut être utilisée pour commander le robot et faire en sorte qu'il suive de façon autonome le même parcours que durant la phase d'apprentissage. Le principe retenu consiste à construire une carte tridimensionnelle de la zone parcourue pendant la phase d'apprentissage, puis à se servir de la carte pour se localiser. Une grande partie de ce mémoire est consacré à l'étude des performances du système

Le docking moléculaire est une tâche complexe, difficile à appréhender pour une personne seule. C'est pourquoi, nous nous proposons d'étudier la distribution cognitive des charges de travail à travers la collaboration. Une plate-forme distribuée de déformation moléculaire interactive a été mise en place afin d'étudier les avantages mais aussi les limites et les contraintes du travail collaboratif étroitement couplé. Cette première étude, basée sur trois expérimentations, a permis de valider l'intérêt d'une approche collaborative pour des tâches complexes à fort couplage. Cependant, elle a mis en évidence des conflits de coordination ainsi que des problématiques liées à la dynamique d'un groupe. Suite à cette première étude, nous avons proposés une nouvelle configuration de travail associée à des métaphores de communication haptiques afin d'améliorer la communication et les interactions entre les différents collaborateurs. Une dernière expérimentation avec des biologistes a permis de montrer l'utilité de la communication haptique pour le travail collaboratif sur des tâches complexes à fort couplage.