La définition d'un produit fait appel à l'utilisation d'un langage établi entre les acteurs intervenant dans le cycle de vie du produit : concepteur, fabricant et métrologue. Il peut s'agir d'un langage commun, c'est le cas de la norme ISO, ou spécifique. Il permet de définir la manière dont doivent être spécifiées une cote, la ou les tolérances, ainsi que les défauts géométriques de forme, position et orientation. La production des pièces ne pouvant être parfaite, il est nécessaire de trouver un compromis entre le besoin du concepteur et les procédés de fabrication. La maîtrise des variations admissibles de la géométrie réelle autour de la géométrie cible est un enjeu du tolérancement géométrique. Les modèles définissant ces variations sont nombreux mais restent incomplets pour caractériser le défaut de forme. L'objet des travaux présentés dans ce mémoire est de définir un nouveau paramétrage des formes à partir duquel nous construisons un modèle de tolérancement de forme. Nommé paramétrage modal, il modélise un élément géométrique dans un espace de formes géométriques, issues de la mécanique vibratoire. Dans un premier temps, le paramétrage modal est utilisé pour visualiser les défauts géométriques des surfaces et fait l'objet d'une méthode d'expertise des surfaces en métrologie, la Métrologie Modale des Surfaces (MemoSurf®). Au delà de la visualisation, la métrologie est également une étape de vérification des spécifications géométriques. C'est pourquoi dans un deuxième temps, nous développons une méthode permettant d'estimer la précision d'un assemblage avec défauts de forme. La définition des exigences fonctionnelles est indispensable à tout modèle de tolérancement. Nous proposons donc, dans la dernière partie de ce document, de définir un langage de spécification à travers le paramétrage modal. Deux démarches sur des problématiques industrielles sont présentées dans l'optique d'estimer les variations admissibles des paramètres modaux relatives à la maîtrise d'un procédé et à la spécification d'un besoin.

Le sujet global de cette thèse est l'étude d'automates cellulaires probabilistes. Elle est divisée en deux grandes parties.<br /><br />Au cours de la première, nous définissons la notion de chaîne partiellement ordonnée qui généralise celle d'automate cellulaire probabiliste. Cette définition se fait par l'intermédiaire de spécification partiellement ordonnée de la même façon que les mesures de Gibbs sont définies à l'aide de spécifications. Nous obtenons des résultats analogues sur l'espace des phases : caractérisation des mesures extrêmes, construction/reconstruction en partant des noyaux sur un seul site, critères d'unicité. Les résultats sont appliqués tout au long du texte à des automates déjà connus.<br /><br />La deuxième partie est essentiellement vouée à l'étude d'automates cellulaires unidimensionnels à deux voisins et deux états. Nous donnons deux décompositions des configurations spatio-temporelles en flot d'information. Ces flots ont une signification géométrique. De cela nous tirons deux critères d'unicité.<br /><br />En annexe, nous donnons une démonstration de transition de phase d'un automate cellulaire défini par A. Toom, le modèle NEC. Tout au long du texte, des simulations sont présentées.

Ce document présente une méthode de dérivation automatique des spécifications algébriques vers un langage impératif. Par langage impératif nous désignons un langage de programmation ``traditionnel'' avec déclarations des variables (état) et dont les programmes sont des suites d'instructions qui modifient l'état. L'instruction caractéristique est l'affectation destructrice d'une valeur à une variable. Une spécification algébrique est composée de sortes, de constructeurs qui définissent l'ensemble des valeurs atteignables (que l'on peut dénoter), et d'opérateurs axiomatisés par des équations conditionnelles orientées. Nous définissons un lien d'implémentation entre les objets du domaine abstrait des spécifications algébriques et ceux du domaine concret des programmes impératifs. Ce lien permet de paramétrer la dérivation d'une spécification. L'implémentation des opérateurs respecte le choix de la forme de dérivation et celui de la bibliothèque importée. Elle résout les conflits d'accès aux variables et minimise les coûts en recopies de valeurs engendrées par le passage du fonctionnel à l'impératif. De manière analogue au lien d'implémentation entre une spécification algébrique et un programme impératif, nous définissons un lien d'implémentation dite abstraite entre les sortes et constructeurs de deux spécifications algébriques. Nous proposons pour les constructeurs, soit d'effectuer une dérivation systématique en un type de donnée impératif, soit de calculer les liens d'implémentation abstraite potentiels vers les sortes dont les implémentations des constructeurs sont réutilisables. Une méthode de transformation de la spécification algébrique est enfin proposée, qui favorise les modifications ``en-place'' de données, dans une variante de la méthode de dérivation précédente.

Ce travail de recherche est centré sur une proposition pour l'intégration de différents formalismes dans la modélisation soit de modèles de méthodes orientées objets, soit de modèles de systèmes d'information. Pour remplir cet objectif nous avons établi et expérimenté un méta-modèle. Une originalité de notre méta-modèle est son organisation en vues pour décrire des modèles selon des aspects statiques, dynamiques mais aussi semi-formels, formels et informels. Nos propositions sont précédées d'une étude de différents langages et formalismes qui caractérisent les approches actuelles de modélisation. Ce cadre de méta-modélisation est étendu pour favoriser une multi-modélisation de systèmes. D'une manière classique, la multi-modélisation est limitée à l'utilisation de diagrammes complémentaires pour décrire un système. Nous complétons cette forme de multi-modélisation par une étude de relations nécessaires entre différents fragments de modèles décrits avec des formalismes variés : semi-formels, formels ou informels. Pour concrétiser notre proposition nous avons réalisé un premier prototype d'atelier pour illustrer et expérimenter les services que nous attendons d'un atelier de modélisation adapté à des modélisations plus rigoureuses de systèmes d'information. Ce prototype est en réalité un générateur d'ateliers de modélisation basé sur l'utilisation de trois logiciels différents de type générateur d'éditeurs graphiques, générateur d'éditeurs syntaxiques et éditeur paramètre de documents structurés. Notre prototype a été utilisé dans plusieurs situations : méta-modélisation de sous-ensembles des méthodes OMT et OOA, proposition d'un noyau de référentiel de comparaison de modèles de méthodes, multi-modélisation d'un système d'information spécifique (modèle STORM d'applications multimédias) et guidage d'une multi-modélisation au travers d'un canevas standard de dossier de spécifications de systèmes.

La complexité des réseaux de télécommunications et des applications qui les gérent a conduit à la définition de plusieurs modèles de gestion tels OSI, ODP, etc. La simulation des spécifications des applications permet de valider et de mettre au point leurs fonctions et leurs architectures avant la phase d'implantation. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés plus particuliérement à la validation de la dynamique des applications (egalement appelée comportement), et donc à la modélisation de cette derniére. La technique de formalisation des comportements que nous avons étudiée permet d'étendre les langages de spécifications existants en intégrant le schéma classique d'invariants et de couples de pré/post-conditions définis par un langage d'assertions simple. La simulation des spécifications d'une application doit permettre de définir ses états successifs. Cependant, l'ambiguité des assertions peut engendrer une explosion combinatoire dans le test de toutes les successions d'états possibles. Le but de cette thèse n'est pas de traiter les ambiguités mais de mettre en évidence les parties non ambigues des assertions ceci afin de faciliter la simulation. Pour cela, nous avons introduit dans les langages d'assertions un prédicat intégrant du déterminisme explicite. Nous avons mis en oeuvre notre solution dans le langage Q-GDMO-GRM, langage de spécifications du point de vue information du modéle TINA (application du modéle ODP pour les télécommunications). Nous avons développé le simulateur QG2S prenant en compte la sémantique opérationnelle relative au déterminisme explicite présenté dans cette thése.

Cette thèse a pour cadre la spécification et la vérification de systèmes informatiques distribués, concurrents ou réactifs au moyen de graphes infinis associés à des spécifications de Thue et à certaines machines. Nous montrons que la classe des graphes des spécifications de Thue est fermée par produit synchronisé. Nous établissons aussi ce fait pour la classe des graphes des machines de Turing et pour certaines de ses sous-classes. Nous nous intéressons également à la conservation par produit synchronisé de la décidabilité de la théorie du premier ordre de graphes infinis. Nous montrons que le produit synchronisé de graphes de machines à pile restreint à sa partie accessible depuis un sommet donné à une théorie du premier ordre qui n'est pas décidable. Cependant, le produit synchronisé de graphes sans racine distinguée et dont la théorie du premier oordre est décidable a une théorie du premier ordre qui est décidable. Enfin nous mettons en évidence des liens qui unissent les graphes des machines de Turing à ceux des spécifications de Thue.

L'objectif de notre travail, qui émane d'une demande de la sous-direction Assurance Qualité du CNES (Centre National d'Études Spatiales), est d'augmenter la clarté des spécifications techniques rédigées par les ingénieurs préalablement à la réalisation de systèmes spatiaux. L'importance des spécifications (et en particulier des exigences qui les composent) pour la réussite des projets de grande envergure est en effet désormais largement reconnue, de même que les principaux problèmes liés à l'utilisation de la langue naturelle (ambiguïtés, flou, incomplétude) sont bien identifiés. Dès lors, de nombreuses solutions, plus ou moins formalisées, ont été proposées et développées pour limiter les risques d'interprétation erronée – dont les conséquences potentielles peuvent se révéler extrêmement coûteuses – lors de la rédaction des exigences.Nous voudrions définir une langue contrôlée pour la rédaction des exigences en français au CNES. L’originalité de notre démarche consiste à systématiquement vérifier nos hypothèses sur un corpus d’exigences (constitué à partir d’authentiques spécifications de projets spatiaux) à l’aide de techniques et d’outils de traitement automatique du langage existants, dans l’optique de proposer un ensemble cohérent de règles (nouvelles ou inspirées de règles plus anciennes) qui puissent ainsi être vérifiées semi-automatiquement lors de l’étape de spécification et qui soient conformes aux pratiques de rédaction des ingénieurs du CNES. Pour cela, nous nous appuyons notamment sur l’hypothèse de l’existence d’un genre textuel, que nous tentons de prouver par une analyse quantitative, ainsi que sur les notions de normalisation et normaison. Notre méthodologie combine les approches corpus-based et corpus-driven en tenant compte à la fois des règles imposées par deux autres langues contrôlées (dont l’adéquation avec des données réelles est discutée au travers d’une analyse plus qualitative) et des résultats offerts par des outils de text mining. / The aim of this work is to improve the clarity and precision of the technical specifications written in French by the engineers at CNES (Centre National d’Études Spatiales / National Centre for Space Studies) prior to the realization of space systems. The importance of specifications (and particularly of the requirements that are part of them) for the success of large-scale projects is indeed widely acknowledged; similarly, the main risks associated with the use of natural language (ambiguity, vagueness, incompleteness) are relatively well identified.In this context, we would like to propose a solution that would be used by the engineers at CNES (who are currently not asked to follow specific writing rules): in that respect, we believe that this solution should be both effective (i.e. it should significantly limit the above-mentioned risks) and not too disruptive (which would make it counterproductive). A Controlled Natural Language (CNL) – i.e. a set of linguistic rules constraining the lexicon, the syntax and the semantics – seems to be an interesting option, provided that it remains close enough to natural language. Unfortunately, the CNLs for technical writing that we have examined are not always relevant from a linguistic point of view.Our methodology for developping a CNL for requirements writing in French at CNES relies on the hypothesis of the existence of a textual genre; besides, we make use of existing Natural Language Processing tools and methods to validate the relevance of the rules on a corpus of genuine requirements written for former projects.

Plusieurs industries font face actuellement à un problème commun, soit la variabilité entre les lots de matières premières qu'elles utilisent. Cette dernière a un impact non négligeable sur la qualité du produit puisqu'elle rend l'atteinte des seuils de qualité plus ardue et occasionne une production moins uniforme. La mise en place d'un bon contrôle de qualité peut favoriser la réduction de sa propagation par l'usage de spécifications multivariées sur les propriétés de la matière première et par l'optimisation des conditions opératoires. Cette thèse vise à fournir de nouveaux outils pour réduire l'impact de la variabilité de la matière première sur le produit fini. Elle s'attarde à la généralisation de l'approche permettant de définir des spécifications multivariées construites à partir de modèles à variables latentes tels que la régression des moindres carrés partiels (PLS) ainsi qu'à l'optimisation dans l'espace latent. Elle débute par une analyse des deux techniques utilisées pour la définition des spécifications multivariées sur les propriétés de la matière première, soit l'inversion d'un modèle PLS et l'ajustement de limites dans l'espace latent discriminant les indices de qualité du produit fini. Celle-ci a permis de développer un outil d'aide à la décision facilitant la sélection de la méthode à utiliser en se basant sur leurs avantages et inconvénients. L'analyse de l'impact de la colinéarité entre les propriétés du produit fini a permis d'observer une perte de performances lorsque le degré de corrélation est élevé. Afin de comprendre cette dégradation, différentes causes ont été examinées telles que le conditionnement de la matrice à inverser et le positionnement des prédictions des indices de qualité dans l'espace de *scores*. En présence de forte corrélation, il est suggéré d'effectuer au préalable une analyse en composantes principales pour obtenir des variables indépendantes. Selon leurs définitions originales, les spécifications multivariées ne considèrent pas l'ajustement des conditions opératoires. Une méthodologie permettant le développement d'un outil d'aide à la décision utilisant une projection des structures latentes multiblocs séquentiels (SMB-PLS) a été élaborée afin d'accroître la zone d'acceptabilité de la matière première menant à l'atteinte des seuils de qualité du produit fini. Elle couple le concept de spécifications multivariées avec la résolution d'un problème d'optimisation dans l'espace latent qui tient compte de l'impact économique des modifications suggérées. Ainsi, l'utilisateur peut déterminer s'il est économiquement justifiable d'acheter un lot de matière première de moins bonne qualité. À partir d'un cas d'étude basé sur un procédé de broyage-flottation d'un minerai de plomb, les tests en simulation ont démontré que cette approche permet d'accepter correctement 7.3% plus de lots que l'opération normale. Comme elle requiert un processus en deux étapes, une méthode simplifiée a aussi été proposée. Cet outil se base uniquement sur un ensemble d'inégalités et ne nécessite pas la résolution du problème d'optimisation lors de la prise de décision. Ses performances sont similaires à l'approche globale. Finalement, dans certains cas, l'option d'accepter ou de rejeter un lot n'est pas possible puisque la matière première est déjà en stock et qu'elle ne peut être écartée. La réduction de l'impact de la variabilité repose donc uniquement sur l'ajustement des conditions opératoires. La structure du problème d'optimisation défini à partir d'un modèle SMB-PLS est utilisée pour proposer une solution d'optimisation en temps réel. Elle suggère les conditions opératoires nécessaires pour maximiser la rentabilité d'un procédé continu chaque fois qu'un nouveau lot de matière y est introduit. Sa structure inclut la mise à jour du modèle et un fonctionnement en boucle fermée pour minimiser l'effet des perturbations paramétriques. Le cas d'étude a montré qu'il est possible d'augmenter d'au moins 1.5% le gain semestriel comparativement à l'opération nominale. / A common problem currently faced by many industries is the lot-to-lot variability in incoming raw materials. This has a significant impact on product quality, since it is harder to reach quality targets, and results in a less uniform production. Carrying out proper quality control can help to reduce its propagation by using raw material multivariate specifications and optimization of operating conditions. This thesis aims to provide new tools to reduce the impact of raw material variability on the final product. It focuses on the generalization of the approach for defining multivariate specifications based on latent variable models such as the projection to latent space structure (PLS), as well as optimization in latent space. It begins with an analysis of the two techniques used to define raw material multivariate specifications, i.e. a PLS model inversion and direct mapping (fitting limits in the latent space that discriminates the final product quality indices). This helps to develop a decision-support tool facilitating the selection of the method to be used, based on their advantages and disadvantages. Analysis of the impact of collinearity between end-product properties revealed a loss of performance when the degree of correlation is high. In order to understand this degradation, various causes were examined, such as the condition number of the invertible matrix and the position of the prediction of the quality indices in the score space. In presence of strong correlation, it is suggested to perform a principal component analysis beforehand to obtain independent variables. In their original definitions, raw material multivariate specifications do not consider the adjustment of operating conditions. In order to increase the raw material acceptance region leading to the achievement of the final quality thresholds, a methodology is proposed to develop a decision support tool using sequential multi-block partial least squares model (SMB-PLS). It couples the concept of multivariate specifications with the resolution of an optimization problem in latent space, which takes into account the economic impact of suggested modifications. In this way, the user can determine whether it is economically justifiable to purchase a lower-quality raw material lot. Using a case study based on a lead ore milling flotation process, simulation tests demonstrated that this approach correctly accepts 7.3% more lots using multivariate specifications and operating the process at nominal conditions. As the framework considers two steps, a simplified method is also proposed. This tool is based only on a set of inequalities and does not require solving the optimization problem at the decision-making stage. Its performance is similar to that of the global approach. Finally, in some cases, it is impossible to determine the acceptability of a lot before purchasing it since the raw material is already in stock and cannot be discarded. Reducing the impact of variability relies therefore solely on adjusting operating conditions. The structure of the optimization problem defined from an SMB-PLS model is used to propose a real-time optimization solution. It suggests the operating conditions needed to maximize the profitability of a continuous process each time a new lot of raw material is introduced. Its structure includes model updating and closed-loop operation to minimize the effect of parametric disturbances. The case study showed that it is possible to increase the biannual gain by at least 1.5% compared to the nominal operation.

Cette thèse traite de l'intégration de bases de données topographiques qui consiste à expliciter les relations de correspondance entre bases de données hétérogènes, de sorte à permettre leur utilisation conjointe. L'automatisation de ce processus d'intégration suppose celle de la détection des divers types d'hétérogénéité pouvant intervenir entre les bases de données topographiques à intégrer. Ceci suppose de disposer, pour chacune des bases à intégrer, de connaissances sur leurs contenus respectifs. Ainsi, l'objectif de cette thèse réside dans la formalisation, l'acquisition et l'exploitation des connaissances nécessaires pour la mise en œuvre d'un processus d'intégration virtuelle de bases de données géographiques vectorielles. Une première étape du processus d'intégration de bases de données topographiques consiste à apparier leurs schémas conceptuels. Pour ce faire, nous proposons de nous appuyer sur une source de connaissances particulière : les spécifications des bases de données topographiques. Celles-ci sont tout d'abord mises à profit pour la création d'une ontologie du domaine de la topographie. Cette ontologie est utilisée comme ontologie de support, dans le cadre d'une première approche d'appariement de schémas de bases de données topographiques, fondée sur des techniques d'appariement terminologiques et structurelles. Une seconde approche, inspirée des techniques d'appariement fondées sur la sémantique, met en œuvre cette ontologie pour la représentation des connaissances sur les règles de sélection et de représentation géométrique des entités géographiques issues des spécifications dans le langage OWL 2, et leur exploitation par un système de raisonnement / This PhD thesis deals with topographic databases integration. This process aims at facilitating the use of several heterogeneous databases by making the relationships between them explicit. To automatically achieve databases integration, several aspects of data heterogeneity must be detected and solved. Identifying heterogeneities between topographic databases implies comparing some knowledge about their respective contents. Therefore, we propose to formalise and acquire this knowledge and to use it for topographic databases integration. Our work focuses on the specific problem of topographic databases schema matching, as a first step in an integration application. To reach this goal, we propose to use a specific knowledge source, namely the databases specifications, which describe the data implementing rules. Firstly, they are used as the main resource for the knowledge acquisition process in an ontology learning application. As a first approach for schema matching, the domain ontology created from the texts of IGN's databases specifications is used as a background knowledge source in a schema matching application based on terminological and structural matching techniques. In a second approach, this ontology is used to support the representation, in the OWL 2 language, of topographic entities selection and geometry capture rules described in the databases specifications. This knowledge is then used by a reasoner in a semantic-based schema matching application

Ce travail est une étude algorithmique et mathématique préparant une axiomatisation ou une spécification de la géométrie dynamique. Le comportement dynamique des intersections de courbes, dans le cas où elles sont multiples, et la gestion algorithmique d'objets géométriques sous-déterminés posent problème. Il est connu depuis peu que la continuité des déplacements et le déterminisme des comportements dynamiques ne sont pas entièrement compatibles ; ce travail précise ce point essentiel : par des procédés globaux qui sortent du cadre de la géométrie discrète, il est montré que le comportement dynamique des intersections de cercles présente des singularités inévitables, qui sont énumérées. Une tentative est faite pour étendre ce résultat aux intersections de coniques. Des propositions pour unifier le traitement algorithmique d'objets sous-déterminés, comme les points sur objet, sont présentées, depuis le cadre mathématique jusqu'à l'implémentation effective. Ce travail montre aussi qu'il existe des concepts mathématiques de base, comme la notion d'aire non signée, dont la justification ultime ne supporte pas le mouvement, au contraire de la notion d'aire signée. En permettant la spécification des algorithmes traitant du comportement dynamique des intersections de cercles, ce travail établit un premier niveau de qualité pour les logiciels de géométrie dynamique, permettant de juger leur cohérence mathématique. Plusieurs des implémentations réalisées sont présentes dans Cabri2 Plus, logiciel largement diffusé par l'entreprise Cabrilog. Au niveau théorique, ce travail repose différemment la question de la nature des figures dynamiques, en particulier de la nature mathématique précise des lieux géométriques en géométrie dynamique.