Les systèmes de contrôle en réseau sont un champ actif de recherche, où les différentes composantes du réseau sont spatialement distribué et tentent d'atteindre un objectif global. Ils apparaissent naturellement lors l'interaction d'un système piloté par ordinateur avec le monde physique.Avec les systèmes de contrôle en réseau une classe connexe des systèmes est décrit par les systèmes Cyber-physique, où les capacités de calcul embarqué peuvent interagir avec le monde physique.Dans ce travail, nous allons considérer la tâche classique d'observation et d'estimation et étudier les cas où les contraintes induite par le réseau nécessite une adaptation des mécanismes classique d'observation et d'estimation.Dans les système de contrôle en raison de limitation des capteurs (pour des raisons pratiques telles que la réduction des coûts) certains états ou paramètre du système ne sont pas connus. Dans ce contexte, la notion classique d'observabilitéexprime la capacité de déduire de la mesure les valeurs d'intérêt.Premièrement nous considérons le problème de la réduction de l'échantillonnage par l'utilisation de échantillonnage événementiel et ce pour plusieurs classes de systèmes. Ensuite, une procédure d'estimation et de contrôle sera proposé pour résoudre le problème du consensus dans un système multi-agent.Considérant enfin une dynamique de véhicule plus complexe, nous nous concentrons sur l'estimation du coefficient de frottement de la route pour résoudre un problème de suivi. / Network control systems is an active field of study where interacting component spatially distributed try to achieve a global goal. They naturally emerge from the interaction of computer driven mechanism and the physical world.Along with network control system a related class of systems is described by the so called: Cyber-physical systems, where integrated physical computational capabilities can interact.In this work we will consider the classical task of observation and estimation and investigate cases where network induced constraint calls for adapted observation and estimation scheme.In control system due to limitation in sensors ( for practical reason such as cost reduction) all the value of interest (whether the some unmeasured state or unknown parameter)are unknown. The classical notion of observabilityaccount for the ability to deduce from measurement those value of interest.First sampling reduction by use of event trigger will be studied for several class of systems. Then an estimation and control scheme will be establish to solve the problem of consensus in a multi agents system.Finally considering a more complex vehicle dynamic we focus on the estimation of tire road friction coefficient to solve a tracking problem.

Le calcul des ensembles atteignables est une approche de facto utilisée dans de nombreuses méthodes de vérification formelles pour les systèmes hybrides. Mais le calcul exact de l'ensemble atteignable est un problème insurmontable pour de nombreux types de systèmes hybrides, soit en raison de l'indécidabilité ou de la complexité de calcul élevée. Alternativement, beaucoup de recherches ont été axées sur l'utilisation de représentations d'ensembles qui peuvent être manipulées efficacement pour calculer une surestimation suffisamment précise de l'ensemble atteignable. Les zonotopes sont une représentation utile de l'ensemble dans l'analyse de l'accessibilité en raison de leur fermeture et de leur faible complexité pour le calcul de la transformation linéaire et des opérations sommaires de Minkowski. Mais pour approximer les ensembles de temps non bornés atteignables par des invariants positifs, les zonotopes ont l'inconvénient suivant. L'efficacité d'une représentation d'ensemble pour calculer un invariant positif dépend de l'encodage efficace des directions de convergence des états vers un équilibre. Dans un système hybride affine, certaines des directions de convergence peuvent être codées par les vecteurs propres à valeur complexe des matrices de transformation. Mais la représentation zonotopique ne peut pas exploiter la structure propre complexe des matrices de transformation car elle n'a que des générateurs à valeur réelle.Par conséquent, nous étendons les zonotopes réels au domaine de valeur complexe d'une manière qui peut capturer la contraction le long de vecteurs évalués complexes. Cela donne une nouvelle représentation d'ensemble appelée zonotope complexe. Géométriquement, les zonotopes complexes représentent une classe plus large d'ensembles qui comprennent des ensembles non polytopiques ainsi que des zonotopes polytopiques. Ils conservent le mérite des zonotopes réels que nous pouvons effectuer efficacement la transformation linéaire et les opérations sommaires de Minkowski et calculer la fonction de support. De plus, nous montrons qu'ils peuvent capturer la contraction le long de vecteurs propres complexes. De plus, nous développons des approximations traitables par calcul pour la vérification d'inclusion et l'intersection avec des demi-espaces. En utilisant ces opérations sur des zonotopes complexes, nous développons des programmes convexes pour vérifier les propriétés d'invariance linéaire des systèmes hybrides affines à temps discret et la stabilité exponentielle des systèmes impulsifs linéaires. Nos expériences sur certains exemples de benchmarks démontrent l'efficacité des techniques de vérification basées sur des zonotopes complexes. / Computing reachable sets is a de facto approach used in many formal verification methods for hybrid systems. But exact computation of the reachable set is an in- tractable problem for many kinds of hybrid systems, either due to undecidability or high computational complexity. Alternatively, quite a lot of research has been focused on using set representations that can be efficiently manipulated to com- pute sufficiently accurate over-approximation of the reachable set. Zonotopes are a useful set representation in reachability analysis because of their closure and low complexity for computing linear transformation and Minkowski sum operations. But for approximating the unbounded time reachable sets by positive invariants, zonotopes have the following drawback. The effectiveness of a set representation for computing a positive invariant depends on efficiently encoding the directions for convergence of the states to an equilibrium. In an affine hybrid system, some of the directions for convergence can be encoded by the complex valued eigen- vectors of the transformation matrices. But the zonotope representation can not exploit the complex eigenstructure of the transformation matrices because it only has real valued generators.Therefore, we extend real zonotopes to the complex valued domain in a way that can capture contraction along complex valued vectors. This yields a new set representation called complex zonotope. Geometrically, complex zonotopes repre- sent a wider class of sets that include some non-polytopic sets as well as polytopic zonotopes. They retain the merit of real zonotopes that we can efficiently perform linear transformation and Minkowski sum operations and compute the support function. Additionally, we show that they can capture contraction along complex valued eigenvectors. Furthermore, we develop computationally tractable approx- imations for inclusion-checking and intersection with half-spaces. Using these set operations on complex zonotopes, we develop convex programs to verify lin- ear invariance properties of discrete time affine hybrid systems and exponential stability of linear impulsive systems. Our experiments on some benchmark exam- ples demonstrate the efficiency of the verification techniques based on complex zonotopes.

L’objectif de cette thèse est de dimensionner et régler un système hybride de production d’énergie pour un site isolé de type insulaire, basé sur des énergies renouvelables marines. De manière préliminaire divers systèmes de production d’énergie renouvelable marine ont d’abord été étudiés et comparés de manière qualitative à des systèmes de production d’énergie classiques. Plusieurs types de système de stockage d’énergie ont également été étudiés, comparés et évalués dans le cas du site considéré. Cette analyse préliminaire a été étendue aux différents types de transmissions d’énergie offshore et de méthodes de réglage des convertisseurs associés aux sources renouvelables. A partir de l’étude des caractéristiques du site et de l’analyse statistique des ressources renouvelables (vents, courants marins) une méthode de dimensionnement des éléments du système de production est présentée, dans l’objectif de minimiser les émissions de CO2 et le coût du système sur son cycle de vie. Pour cela, une solution de gestion de la puissance basée sur la logique floue est proposée pour le type de site considéré et comparée à une solution plus classique basée sur des règles logiques. Pour finir, une étude détaillée des différentes méthodes de réglage du système hybride côté réseau est présentée. Trois niveaux de réglage sont considérés : réglage d’une source unique, réglage d’une ferme de plusieurs sources et réglage global du système hybride. Plusieurs modes de réglage sont considérés pour chaque niveau. / This PhD thesis models a renewable-based hybrid power supply system applied in an islanded context and investigates sizing and regulation strategies of such a hybrid system. First, various marine energy production technologies were reviewed and compared to common renewable resources. As well, various energy storage technologies were reviewed, compared, and evaluated to fit the chosen site characteristics. A brief investigation on offshore energy transmission and inverter regulations methods is presented. Then, a study of the site characteristics, and the availability of the different renewable energy resources in the area are presented. This energy study constitutes the basis of the proposed system sizing method, where minimizing the cost and the CO2 emissions are considered as the main objectives. Furthermore, a fuzzy logic power management approach is proposed for the islanded microgrid. Finally, a detailed study of the system components grid-side inverter regulation is presented. Three regulation levels were investigated: the single inverter, the renewable farm, and the hybrid system. In this context, different regulation strategies are considered at each level.