La compétitivité des entreprises manufacturières dépend fortement de la productivité des machines etdes moyens de production. Pour garantir un haut niveau de productivité il est indispensable de minimiser lestemps d'arrêt dus aux fautes ou dysfonctionnements. Cela nécessite des méthodes efficaces pour détecter et isolerles fautes apparues dans un système (FDI). Dans cette thèse, une méthode FDI à base de modèles est proposée.La méthode est conçue pour la classe des systèmes à événements discrets industriels composés d'une bouclefermée du contrôleur et du processus. En comparant les comportements observés et attendus par le modèle, il estpossible de détecter et d'isoler des fautes. A la différence de la plupart des approches FDI des systèmes àévénements discrets, une méthode basée sur des modèles du comportement normal au lieu de modèles descomportements fautifs est proposée. Inspiré par le concept des résidus bien connu pour le diagnostic dessystèmes continus, une nouvelle approche pour l'isolation des fautes dans les systèmes à événements discrets aété développée. La clé pour l'application des méthodes FDI basées sur des modèles est d'avoir un modèle justedu système considéré. Comme une modélisation manuelle peut être très laborieuse et coûteuse pour dessystèmes à l'échelle industrielle, une approche d'identification pour les systèmes à événements discrets enboucle fermée est développée. Basée sur un algorithme connu pour l'identification des modèles monolithiques,une adaptation distribuée est proposée. Elle permet de traiter de grands systèmes comportant un haut degré deparallélisme. La base de cette approche est une décomposition du système en sous systèmes. Cettedécomposition est automatisée en utilisant un algorithme d'optimisation analysant le comportement observé dusystème. Les méthodes conçues dans cette thèse ont été mises en oeuvre sur une étude de cas et sur uneapplication d'échelle industrielle.

Les systèmes multi-agents mettent en jeu des entités artificielles, conçues par des utilisateurs potentiellement différents, devant se coordonner pour atteindre leur but. La problématique générale est donc l'atteinte d'états "satisfaisants" en dépit de contraintes liées à la distribution des entités qui prennent part à la décision collective, et du caractère non nécessairement coopératifs de ces agents. Je discute de problèmes de vote dans le cas où les profils représentant les préférences des agents prenant part à la décision ne sont pas complètement spécifiés (à cause, par exemple, de la perte de messages du fait de la distribution, ou encore de l'impossibilité de spécifier parfaitement un profil portant sur un nombre rédhibitoire d'alternatives, comme dans le cas de domaines combinatoires). Les questions que nous abordons sont par exemple celles de la taille minimale nécessaire à encoder le profil partiel tout en restant capable de déterminer de manière certaine l'alternative choisie après complétion des votes, ou encore de la difficulté (algorithmique) liée à la détermination des alternatives que l'on peut exclure sans craindre de regretter ce choix plus tard, même si d'autres alternatives peuvent apparaîtrent. J'aborde également des procédures complètement décentralisées d'allocation de ressources. Ici on suppose que les agents débutent avec une allocation initiale et modifient de manière itérative cette allocation par le biais de contrats, c'est-à-dire de réallocation locale de ressources entre eux. En posant la contrainte que chacun de ces contrats doit être individuellement rationnel on se penche sur les garanties de convergence de tels systèmes vers de états efficaces et/ou équitables (au sens par exemple de l'égalitarisme ou l'absence d'envie). J'envisage enfin un processus de prise de décision collective plus délibératif, au sens où les agents peuvent échanger des arguments et contre-arguments, pour (éventuellement) modifier le point de vue des autres. Dans un premier temps je discute d'un cadre où les agents coopèrent en vue d'établir un diagnostic commun d'une situation, alors que les agents ne percoivent que localement leur environnement et ne disposent que de possibilités restreintes de communication. Chaque agent construit (sur la base d'informations partielles) une hypothèse qui pourra être par la suite réfutée par d'autres agents, nous sommes en présence d'un raisonnement de type non-monotone. Je présente enfin brièvement le cadre non-coopératif d'une argumentation multi-partite, où les agents peuvent avoir des opinions réellement contradictoires. Un protocole simple est proposé, qui contraint minimalement la pertinence des arguments échangés, et quelques phénomènes liés au comportement statégique des agents sont illustrés.

De nos jours, la complexité des systèmes implique fréquemment la participation des différentes équipes d'ingénierie dans la gestion des modèles descriptifs. Chaque équipe ayant une diversité d'expériences, de connaissances du domaine et de pratiques de modélisation, l'hétérogénéité des modèles mêmes est une conséquence logique. Ainsi, malgré la bonne gestion des modèles d'un point de vue individuel, leur variabilité devient un problème quand les ingénieurs nécessitent partager leurs modèles afin d'effectuer des validations globales. Nous défendons l'utilisation des connaissances implicites comme un moyen important de réduction de l'hétérogénéité. Ces connaissances sont implicites car elles sont dans la tête des ingénieurs mais elles n'ont pas été formalisées dans les modèles bien qu'elles soient essentielles pour les comprendre. Après avoir analysé les approches actuelles concernant l'intégration de modèles et l'explicitation de connaissances implicites nous proposons une méthodologie qui permet de compléter (annoter) les modèles fonctionnels et de conception d'un système avec des connaissances partagées du domaine formalisées sous la forme d'ontologies. Ces annotations facilitent l'intégration des modèles et la validation de contraintes intermodèles. En outre, il s'agit d'une approche non intrusive car les modèles originaux ne sont pas modifiés directement. En effet, ils sont exportés dans un environnement unifié en exprimant leurs méta-modèles dans un langage de modélisation partagé qui permet l'homogénéisation syntactique. L'approche a été validée formellement en utilisant le langage de modélisation EXPRESS en tant que langage partagé. Ensuite, afin de la valider d'un point de vue industriel, trois cas d'étude du domaine aéronautique ont été implémentés en appliquant l'approche. Cet aspect industriel a été complété par le développement d'un prototype permettant de travailler avec les ingénieurs depuis une perspective processus.ctly modified. Thus, they are exported into a unified framework by expressing their meta-models in a shared modeling language that permits the syntactical homogenization. The approach has been formally validated by using the EXPRESS modeling language as shared language. Then, in order to validate it from an industrial point of view, three aircraft domain case studies have been implemented by applying the approach. This industrial aspect has been completed by the development of a prototype allowing engineers to work from a process perspective.

Dans un système distribué, différents processus communiquent et se synchronisent pour résoudre un calcul global. La difficulté vient du fait qu'un processus ne connait pas les entrées des autres. Nous considérons ici un système asynchrone: on ne fait aucune hypothèses sur les vitesses d'exécution relatives des différents processus. De plus, pour modéliser les pannes, nous considérons que les processus peuvent crasher: ils peuvent arrêter leur exécution à n'importe quel endroit de leur programme. Dans l'étude théorique des systèmes distribués, les problèmes doivent être considérés selon deux aspects: la sûreté et la progression. La sûreté définit quand une valeur de sortie est correcte. La progression définit dans quelles conditions un processus doit terminer une opération, indépendamment de la valeur qu'il choisit comme sortie. Cette thèse se concentre sur les liens entre calculabilité et conditions de progression des objets distribués. Dans un premier temps, nous introduisons et étudions la notion de conditions de progression asymétriques: des conditions de progression qui peuvent être différentes pour différents processus du système. Nous étudions ensuite la possibilité de fournir des abstractions dans un système donné. La question de l'équivalence de modèles de systèmes est ensuite abordée, en particulier dans le cas où les processus ont accès à des objets puissants. Pour finir, la thèse traite le sujet des tâches colorées en fournissant un algorithme de renommage adapté au cas où la concurrence est réduite. Une nouvelle classe de tâches colorées est enfin introduite qui englobe, sous un formalisme unique, plusieurs problèmes considérés jusqu'ici comme indépendants.

L'augmentation constante des débits de transmission de données a fait évoluer les réseaux IP vers de nouveaux services. Dans ce contexte, ces travaux de thèse étudient l'influence des nouveaux protocoles dans la conception de réseaux haut débit tolérants aux pannes. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux spécificités du routage dans les réseaux MPLS (MultiProtocol Label Switching). Pour limiter la taille des tables de commutation, il est nécessaire de limiter le nombre de routes. Cette contrainte forte sur le support des flux change considérablement la complexité des problèmes de routage. Notre contribution porte principalement sur la modélisation des problèmes de flots k-séparables par des programmes linéaires en nombres entiers adaptés à une résolution exacte. D'autre part nous nous sommes intéressés à la contrainte de délai de bout-en-bout. Nos modèles de flots k-séparables offrent des possibilités intéressantes pour gérer cette contrainte

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Dans un réseau constitué de plusieurs milliers d'ordinateurs, l'apparition de fautes est inévitable. Etre capable de tester le comportement d'un programme distribué dans un environnement où l'on peut contrôler les fautes (comme le crash d'un processus) est une fonctionnalité importante pour le déploiement de programmes fiables.....

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