Les systèmes temps-réels sont des systèmes qui sont soumis à "des contraintes de temps", comme par exemple le délais de réponse d'un système à un événement physique. Souvent les temps de réponse sont de l'ordre du milliseconde et parfois même du microseconde. Construire des systèmes temps-réels nécessite l'utilisation de méthodologies de conception et de mise en œuvre qui garantissent la propriété de respect des contraintes de temps, par exemple un système doit réagir dans les limites définies par l'utilisateur tels que les délais et la périodicité. Un délai non respecté dans systèmes temps-réel critique est catastrophique, comme par exemple dans les systèmes automobiles. Si un airbag se déclanche tard dans un accident de voiture, même quelques millisecondes trop tard peuvent conduire à des répercussions graves. Dans les systèmes temps-réels non critiques, une perte significative de performance et de QoS peuvent se produire, comme par exemple dans les réseaux de systèmes multimédia. Contribution: Nous fournissons une méthode de conception rigoureuse des systèmes temps-réel. L'implèmentation est générée à partir d'une application logicielle temps-réel et une plate-forme cible, en utilisant les deux modèles suivants: * Un modèle abstrait représentant le comportement de l'application logicielle en temps réel sous forme d' un automate temporisé. Celui-ci décrit des contraintes temporelles définies par l'utilisateur qui sont indépendantes de la plateforme. Ses transitions sont intemporelles et correspondent à l'exécution des différentes instructions de l'application. * Un modèle physique représentant le comportement du logiciel en temps réel s'exécutant sur une plate-forme donnée. Il est obtenu par l'attribution des temps d'exécution aux transitions du modèle abstrait. Une condition nécessaire pour garantir l'implémentabilité dy système est la "time-safety", c'est à dire, toute séquence d'exécution du modèle physique est également une séquence d'exécution du modèle abstrait. "Time-safety" signifie que la plate-forme est assez rapide pour répondre aux exigences de synchronisation de l'application. Comme les temps d'exécution des actions ne sont pas connus avec exactitude, "time-safety" est vérifiée pour les temps d'exécution pire cas es actions en faisant l' hypothèse de la robustesse. La robustesse signifie que la "time-safety" est préservée lorsqu'on augmente la vitesse de la plate-forme d'exécution. Pour des logiciels et plate-forme d'exécution correspondant à un modèle robuste, nous définissons un moteur d'exécution qui coordonne l'exécution du logiciel d'application afin de répondre à ses contraintes temporelles. En outre, en cas de non-robustesse, le moteur d'exécution permet de détecter les violations de contraintes temporelles en arrêtant l'exécution. Nous avons mis en place le moteur d'exécution pour les programmes BIP. Nous avons validé la méthode pour la conception et la mise en œuvre du robot Dala. Nous montrons les avantages obtenus en termes d'utilisation du processeur et l'amélioration de la latence de la réaction.

Cette thèse traite du problème du développement d'espaces intelligents par l'utilisateur final sous l'angle de l'Interaction Homme-Machine et de l'Intelligence Ambiante. Dans les processus actuels de développement, l'utilisateur est un consommateur contraint par un système pensé et réalisé par d'autres. L'objectif de cette thèse est de redonner le pouvoir à l'utilisateur final par le biais d'outils adaptés au développement d'espaces intelligents. Cette thèse retient l'habitat intelligent comme lieu de vie privilégié. Ses contributions incluent : (1) DisQo (Dispositifs du QuOtidien), une nouvelle méthode d'investigation des besoins, réalisable au domicile de familles, qui sollicite l'imagination et assure un juste équilibre entre contrôle expérimental, respect de la sphère privée et validité écologique des résultats ; (2) Un espace de classification pour une lecture comparative systématique et synthétique des outils portant sur le développement et la programmation d'habitats intelligents. Cette taxonomie met en évidence le peu d'avancées en édition multisyntaxe de même pour l'aide à la mise au point de programmes ; (3) KISS (Knit Your Ideas into Smart Spaces), un outil de programmation et de mise au point dont le langage de programmation est de type déclaratif orienté règles, avec potentiel d'égale opportunité syntaxique entre langue française pseudonaturelle (LPN) et langage visuel iconique. La technique d'interaction de construction des programmes LPN s'appuie sur l'utilisation de menus dont les options sont calculées dynamiquement assurant ainsi la découverte progressive du langage ainsi que l'extensibilité et la correction syntaxique et sémantique des programmes. La mise au point peut se pratiquer, au choix, dans le monde physique ou dans un monde dual numérique. L'évaluation de KISS dans DOMUS, un habitat intelligent d'expérimentation, montre que les utilisateurs parviennent à programmer un scénario réaliste de la vie réelle.

La théorie des AMAS (Adaptive Multi-Agent Systems) propose de résoudre des problèmes complexes par auto-organisation pour lesquels aucune solution algorithmique n'est connue. Le comportement auto-organisateur des agents coopératifs permet au système de s'adapter à un environnement dynamique pour maintenir le système dans un état de fonctionnement adéquat. Dans cette thèse, cette approche a été appliquée au contrôle dans les systèmes ambiants, et plus particulièrement à la robotique de service. En effet, la robotique de service tend de plus en plus à s'intégrer à des environnements ambiants, on parle alors de robotique ambiante. Les systèmes ambiants présentent des caractéristiques, telles que l'ouverture et l'hétérogénéité, qui rendent la tâche de contrôle particulièrement complexe. Cette complexité est accrue si l'on prend en compte les besoins spécifiques, changeants et parfois contradictoires des utilisateurs. Les travaux de cette thèse proposent d'utiliser les principes de l'auto-organisation, pour concevoir un système multi-agent capable d'apprendre en temps réel à contrôler un système à partir des démonstrations faites par un tuteur. C'est l'apprentissage par démonstration. En observant l'activité de l'utilisateur et en apprenant le contexte dans lequel l'utilisateur agit, le système apprend une politique de contrôle pour satisfaire les utilisateurs. Nous proposons un nouveau paradigme de conception des systèmes robotiques sous le nom d'Extreme Sensitive Robotics. L'idée de base de ce paradigme est de distribuer le contrôle au sein des différentes fonctionnalités qui composent un système et de doter chacune de ces fonctionnalités de la capacité à s'adapter de manière autonome à son environnement. Pour évaluer l'apport de ce paradigme, nous avons conçu ALEX (Adaptive Learner by EXperiments), un système multi-agent adaptatif dont la fonction est d'apprendre, en milieux ambiants, à contrôler un dispositif robotique à partir de démonstrations. L'approche par AMAS permet la conception de logiciels à fonctionnalités émergentes. La solution à un problème émerge des interactions coopératives entre un ensemble d'agents autonomes, chaque agent ne possédant qu'une vue partielle de l'environnement. L'application de cette approche nous conduit à isoler les différents agents impliqués dans le problème du contrôle et à décrire leurs comportements locaux. Ensuite, nous identifions un ensemble de situations de non coopération susceptibles de nuire à leurs comportements et proposons un ensemble de mécanismes pour résoudre et anticiper ces situations. Les différentes expérimentations ont montré la capacité du système à apprendre en temps réel à partir de l'observation de l'activité de l'utilisateur et ont mis en évidence les apports, les limitations et les perspectives offertes par notre approche à la problématique du contrôle de systèmes ambiants. / The AMAS (Adaptive Multi-Agent Systems) theory proposes to solve complex problems for which there is no known algorithmic solution by self-organization. The self-organizing behaviour of the cooperative agents enables the system to self-adapt to a dynamical environment to maintain the system in a functionality adequate state. In this thesis, we apply the theory to the problematic of control in ambient systems, and more particularly to service robotics. Service robotics is more and more taking part in ambient environment, we talk of ambient robotics. Ambient systems have challenging characteristics, such as openness and heterogeneity, which make the task of control particularly complex. This complexity is increased if we take into account the specific, changing and often contradictory needs of users. This thesis proposes to use the principle of self-organization to design a multi-agent system with the ability to learn in real-time to control a robotic device from demonstrations made by a tutor. We then talk of learning from demonstrations. By observing the activity of the users, and learning the context in which they act, the system learns a control policy allowing to satisfy users. Firstly, we propose a new paradigm to design robotic systems under the name Extreme Sensitive Robotics. The main proposal of this paradigm is to distribute the control inside the different functionalities which compose a system, and to give to each functionality the capacity to self-adapt to its environment. To evaluate the benefits of this paradigm, we designed ALEX (Adaptive Learner by Experiments), an Adaptive Multi-Agent System which learns to control a robotic device from demonstrations. The AMAS approach enables the design of software with emergent functionalities. The solution to a problem emerges from the cooperative interactions between a set of autonomous agents, each agent having only a partial perception of its environment. The application of this approach implies to isolate the different agents involved in the problem of control and to describe their local behaviour. Then, we identify a set of non-cooperative situations susceptible to disturb their normal behaviour, and propose a set of cooperation mechanisms to handle them. The different experimentations have shown the capacity of our system to learn in realtime from the observation of the activity of the user and have enable to highlight the benefits, limitations and perspectives offered by our approach to the problematic of control in ambient systems.

Comprendre comment est générée la diversité biologique est un enjeu majeur de la biologie évolutive. Chaque espèce vit dans un environnement écologique qui lui est propre et dans lequel elle s’est adaptée au cours de l’évolution par les moyens de la sélection naturelle. Chaque espèce est également soumise à la sélection sexuelle contribuant au dimorphisme entre les sexes. Les traits phénotypiques associés au succès évolutif sont formés lors du développement par l’action de gènes qui sont transmis de génération en génération. Ces traits et ces gènes varient d’une espèce à une autre et contribuent directement à la diversité morphologique. La compréhension des interactions entre les mécanismes développementaux et les pressions écologiques permettent de mieux comprendre les processus qui influent sur la diversité morphologique et l’évolution des espèces. Obtenir une vision intégrative est un réel défi et demande de combiner diverses approches. Au cours de ma thèse, j’ai utilisé les insectes semi-aquatiques (Gerromorphes) qui sont un modèle permettant de lier évolution, écologie et développement. En utilisant différentes approches j’ai pu mettre en évidence des gènes impliqués dans le développement de divers traits adaptatifs, l’importance de ces traits dans un contexte écologique et leur impact sur l’évolution du groupe des Gerromorphes. L’ensemble des résultats obtenus améliore notre compréhension de comment sélection naturelle et sélection sexuelle, en agissant sur les mécanismes génétiques, génèrent de la diversité morphologique. / Understand how biodiversity is generated is a major goal in evolutionary biology. Every species live in a specific ecological habitat where they adapted during evolution by the mean of natural selection. Every species is also under sexual selection that generates dimorphism between the sexes. Adaptive traits contributing to evolutionary success are shaped during development by the action of genes that are transmitted through generations. These traits and genes vary across species and directly contribute to generate morphological diversity. The study of the interactions between developmental genetic mechanisms and selective ecological pressures allow a better understanding of the processes generating morphological diversity and driving the evolution of species. Obtain an integrative view is a challenge and required the combination of different approaches. During my PhD, I used the semiaquatic bugs (Gerromorpha) that are model systems allowing to link evolution, ecology and development. By using various approaches I could highlight genes involved in the development of different adaptive traits, the relevance of these traits in an ecological context and their impact on the evolution of the group of Gerromorpha. Altogether these results improve our understanding of how natural and sexual selection, by acting on genetic mechanisms, generate morphological diversity.

La plupart des simulations interactives ont besoin d'un modèle de détection de collisions. Cette détection nécessite d'une part d'effectuer des requêtes de proximité entre les entités concernées et d'autre part de calculer un comportement à appliquer. Afin d'effectuer ces requêtes, les entités présentes dans une scène sont soit hiérarchisées dans un arbre ou dans un graphe de proximité, soit plongées dans une grille d'enregistrement. Nous présentons un nouveau modèle de détection de collisions s'appuyant sur deux piliers : une représentation de l'environnement par des cartes combinatoires multirésolutions et un suivi en temps réel de particules plongées dans ces cartes. Ce modèle nous permet de représenter des environnements complexes tout en suivant en temps réel les entités évoluant dans cet environnement. Nous présentons des outils d'enregistrement et de maintien de l'enregistrement de particules, d'arêtes et de surfaces dans des cartes combinatoires volumiques multirésolutions. / Most interactive simulations need a collision detection system. First, this system requires the querying of the proximity between the objects and then the computing of the behaviour to be applied. In order to perform these queries, the objects present in a scene are either classified in a tree, in a proximity graph, or embedded inside a registration grid.Our work present a new collision detection model based on two main concepts: representing the environment with a combinatorial multiresolution map, and tracking in real-time particles embedded inside this map. This model allows us to simulate complex environments while following in real-time the entities that are evolving within it.We present our framework used to register and update the registration of particles, edges and surfaces in volumetric combinatorial multiresolution maps. Results have been validated first in 2D with a crowd simulation application and then in 3D, in the medical field, with a percutaneous surgery simulation.

Le développement majeur de la thèse a été consacré au problème d’optimisation du choix de dose dans les essais de recherche de dose, en phase II. Nous avons considéré ce problème sous l’angle des fonctions d’utilité. Nous avons alloué une valeur d’utilité aux doses, le problème pour le sponsor étant de trouver la meilleure dose, c’est-à-dire celle dont l’utilité est la plus élevée.Dans ce travail, nous nous sommes limités à une seule fonction d’utilité, intégrant deux composantes: une composante liée à l’efficacité (la POS=puissance d’un essai de phase III de 1000 patients de cette dose contre placebo) et une autre liée à la safety. Pour cette dernière, nous avons choisi de la caractériser par la probabilité prédictive d’observer un taux de toxicité inférieur ou égal à un certain seuil (que nous avons fixé à 0.15) en phase III (toujours pour un essai de 1000 patients au total). Cette approche a l’avantage d’être similaire aux concepts utilisés dans les essais de phase I en oncologie qui ont notamment pour objectif la recherche de la dose liée à une toxicité limite (notion de ”Dose limiting Toxicity”).Nous avons retenu une approche bayésienne pour l’analyse des données de la phase II.Mis à part les avantages théoriques connus de l’approche bayésienne par rapport à l’approche fréquentiste (respect du principe de vraisemblance, dépendance moins grande aux résultats asymptotiques, robustesse), nous avons choisi l’approche bayésienne pour plusieurs raisons:• Combinant, par définition même de l’approche bayésienne, une information a priori avec les données disponibles, elle offre un cadre plus flexible la prise de décision du sponsor: lui permettant notamment d’intégrer de manière plus ou moins explicite les informations dont il dispose en dehors de l’essai de la phase II.• L’approche bayésienne autorise une plus grande flexibilité dans la formalisation des règles de décision.Nous avons étudié les propriétés des règles de décisions par simulation d’essais de phase II de différentes tailles: 250, 500 et 1000 patients. Pour ces deux derniers design nous avons aussi évalué l’intérêt de d’effectuer une analyse intermédiaire lorsque la moitié des patients a été enrôlée (c’est-à-dire avec respectivement les premiers 250 et 500 patients inclus). Le but était alors d’évaluer si, pour les essais de phase II de plus grande taille, s’autoriser la possibilité de choisir la dose au milieu de l’étude et de poursuivre l’étude jusqu’au bout si l’analyse intermédiaire n’est pas concluante permettait de réduire la taille de l’essai de phase II tout en préservant la pertinence du choix de dose final. / The main development of the thesis was devoted to the problem of dose choice optimization in dose-finding trials, in phase II. We have considered this problem from the perspective of utility functions. We have allocated a utility value to the doses itself, knowing that the sponsor’s problem was now to find the best dose, that is to say, the one having the highest utility. We have limited ourselves to a single utility function, integrating two components: an efficacy-related component (the PoS = the power of a phase III trial - with 1000 patients - of this dose versus placebo) and a safety-related component. For the latter, we chose to characterize it by the predictive probability of observing a toxicity rate lower or equal to a given threshold (that we set to 0.15) in phase III (still for a trial of 1000 patients in total). This approach has the advantage of being similar to the concepts used in phase I trials in Oncology, which particularly aim to find the dose related to a limiting toxicity (notion of "Dose limiting Toxicity").We have adopted a Bayesian approach for the analysis of phase II data. Apart from the known theoretical advantages of the Bayesian approach compared with the frequentist approach (respect of the likelihood principle, less dependency on asymptotic results, robustness), we chose this approach for several reasons:• It provides a more flexible framework for the decision-making of the sponsor because it offers the possibility to combine (by definition of the Bayesian approach) a priori information with the available data: in particular, it offers the possibility to integrate, more or less explicitly, the information available outside the phase II trial.• The Bayesian approach allows greater flexibility in the formalization of the decision rules.We studied the properties of decision rules by simulating phase II trials of different sizes: 250, 500 and 1000 patients. For the last two designs (500 and 1000 patients in phase II), we have also evaluated the interest of performing an interim analysis when half of the patients are enrolled (i.e. with the first 250and the first 500 patients included respectively). The purpose was then to evaluate whether or not, for larger phase II trials, allowing the possibility of choosing the dose in the middle of the study and continuing the study to the end if the interim analysis is not conclusive, could reduce the size of the phase II trial while preserving the relevance of the final dose choice.

Le travail proposé dans cette thèse porte sur l’amélioration de l’efficacité énergétique et de la sûreté de fonctionnement de la Machine à Réluctance Variable (MRV). D’abord, nous avons présenté la commande de la MRV en modes moteur et générateur débitant sur bus continu. Pour le mode moteur, on cherche à réguler la vitesse de rotation et le couple, alors qu’en mode générateur, l’objectif de la commande est de maintenir constante la tension du bus malgré les fluctuations de la vitesse et de la charge. Une démarche itérative est proposée pour la maximisation du rendement global. Trois paramètres de réglage ont été choisis : L’angle d’amorçage (Ψ), l’angle de conduction (Θp) et le courant de référence des phases (Iref). L’efficacité de l’algorithme est évaluée à travers des simulations et des tests expérimentaux. Un rendement global maximal de 70% est atteint pour des vitesses et couples élevés. Ensuite, on s’est intéressé à la connexion de la Génératrice à Réluctance Variable (GRV) au réseau alternatif monophasé ou triphasé dans le cadre d’une application éolienne. La tension continue à la sortie de la GRV est convertie en une tension alternative par un convertisseur DC-AC. Le premier objectif est de maintenir la tension du bus continu à sa valeur nominale; le second est de contrôler la qualité du courant injecté dans le réseau. En monophasé, trois types de correcteur sont testés pour réguler le courant sinusoïdal (un correcteur PI, un correcteur Résonant et un correcteur Proportionnel-Résonant). En triphasé, une commande VQ dans le référentiel de Park est adoptée: La tension du bus continu est contrôlée à travers le courant id et la puissance réactive est contrôlée par le courant iq. Les résultats de simulation montrent qu’on obtient des courants quasi-sinusoïdaux avec un taux de distorsion harmonique inférieur à 1% aussi bien en monophasé qu’en triphasé. Enfin, pour améliorer la sûreté de fonctionnement de l’actionneur et réduire les coûts liés à l’utilisation de capteurs mécaniques, trois stratégies de commande sans capteur de position sont présentées. La première est basée sur la technique d’injection. La deuxième repose sur l’estimation du flux. La troisième s’appuie sur les observateurs adaptatifs. On trouve que la technique d’injection et la méthode basée sur la mesure du flux fonctionnent de façon complémentaire. La première est efficace en basses vitesses et ne dépend pas de la charge, la deuxième est performante en hautes vitesses et pour des charges élevées. L’observateur adaptatif proposé assure une convergence exponentielle de la position malgré le modèle analytique simplifié de l’inductance utilisé pour la synthèse. Son principal avantage réside dans sa robustesse aux variations paramétriques et au couple de charge qui est estimé. / The work proposed here focuses on the improvement of the energy efficiency and the safety of the Switched Reluctance Machine (SRM). First, the control of the SRM in motor and generator modes is presented. In motor mode, the speed and the torque are regulated, while in generator mode, the objective is to keep constant the DC bus voltage. An iterative optimization algorithm is proposed formaximizing the global efficiency. The analysis of the electromechanical energy conversion has shown that there is an optimal combination of the control variables - turn on angle (Ψ), conduction angle (Θp) and reference current (Iref) – to maximize the efficiency. The strategy is evaluated using intensive numerical simulations and experimental validation. Thanks to the optimization, the global efficiency reaches 70% almost from half the nominal speed to the maximum speed. Then, the Switched Reluctance Generator (SRG) is used as an AC generator for a Wind Energy Conversion (WEC) application. The produced DC power is converted into AC power by means of voltage inverter and delivered to the AC grid. The first issue of the WEC control is to maintain constant the output DC voltage despite the wind speed variations and the load uncertainty. The second issue is to control the quality of the current. In single-phase AC network, three controllers are tested to regulate the AC current (PI controller, Resonant controller, Proportional-Resonant controller). In three-phase AC network, a VQ control in Park’s frame is adopted: The DC bus voltage is controlled through the direct current and the reactive power injected into the grid is controlled through the quadrature current. Simulation results show that quasi-sinusoidal currents with a harmonic distortion rate less than 1% are obtained in both cases. Finally, we address the problem of sensorless control. In fact, the control of the SRM requires that the rotor position is known. A mechanical encoder is used generally to measure the position. The elimination of this position sensor would reduce the cost and packaging requirements of the drive. Three methods to estimate the rotor position are presented. The first one named inductance-method is an active as it is based on the pulse injection technique. The second one named flux-method is a passive one as it used the current measurement. The third one is based on the state observers for the flux, position, and velocity and load torque estimation. The simulations results have shown that the inductance-based method is efficient in low speed region and the flux-based one is more efficient in high-speed region. It is also shown that, observers are exponentially convergent even when a simple analytical modelling, that neglects saturation effect, is used to design the observer.

Avec la révolution moléculaire en biologie, une compréhension des mécanismes de la relation génotype-phénotype est devenue possible. Récemment, les progrès réalisés dans la synthèse et le séquençage de l’ADN ont permis le développement d’expériences de deep-mutational scanning capable de quantifier divers phénotypes pour un ensemble de génotypes sur toute la longueur d’un gène. Ces ensembles de données sont non seulement intéressants en eux-mêmes, mais permettent également de tester de manière rigoureuse des modèles phénotypiques quantitatifs. Nous avons utilisé cette technologie pour caractériser les cartes séquence-fitness de 3 systèmes bactériens modèles: un régulateur global, la CRP, une enzyme de résistance aux antibiotiques, la β-lactamase, et une petite voie métabolique constituée des enzymes AraA et AraB. Ces systèmes ont été choisis pour éclairer les rôles de différentes caractéristiques dans la formation de la relation génotype-fitness (réseaux de régulations, stabilité des protéines et flux métabolique). Nous constatons que la tendance globale des effets sur le fitness semble prévaloir sur les tendances spécifiques. Ceci nous conduit à penser qu’une grande partie de la relation entre le génotype et le fitness pourrait être expliquée à partir de la forme des fonctions de phénotype-fitness. Par ailleurs, nous voyons que la caractérisation de la relation génotype-fitness dans différents systèmes peut être un moyen puissant d’obtenir des informations sur les phénotypes pertinents. / With the molecular revolution in Biology, a mechanistic understanding of the genotype-phenotype relationship became possible. Recently, advances in DNA synthesis and sequencing have enabled the development of deep-mutational scanning experiments, capable of scoring comprehensive libraries of genotypes for a variety of phenotypes over the length of entire genes. Such datasets are not only interesting in themselves, but also allow rigorous testing of quantitative phenotypic models. We used this technology to characterise sequence-fitness maps for 3 model bacterial systems: a global regulator, CRP, an antibiotic-resistance enzyme, β-lactamase, and a small metabolic pathway, consisting of the enzymes AraA and AraB. These different systems were chosen to illuminate the roles of different mechanistic features in shaping the genotype-fitness relationship (regulatory wiring, protein stability and metabolic flux). We find that smooth patterns of fitness effects tend to prevail over idiosyncrasy, indicating that much of the genotype-fitness relationship could be understood from the global shape of smooth underlying phenotype-fitness functions. On the flip side, we see that characterising the genotype-fitness relationship in different systems can be a powerful way to glean phenotypic insights.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Ce mémoire présente le développement d'une stratégie de testing informatisée et interactive, centrée sur le diagnostic pédagogique dans le contexte de la classe. La nouvelle stratégie d'administration d'un test a été intégrée à un système de tests adaptatifs existant, conçu pour répondre à un besoin d'outils pour revaluation formative qui respectent les contraintes organisationnelles du milieu scolaire québécois. Le système développé a pour but de renseigner rapidement renseignant et l'élève de l'état des apprentissages de celui-ci sans délai, afin que renseignant puisse entreprendre des interventions correctives efficaces auprès des élèves. Le système de tests réalisé administre un test en deux phases. La première phase fournit un diagnostic structurel ainsi qu'une hypothèse du diagnostic causal reflétant les apprentissages d'un élève. La seconde phase du test permet d'établir un niveau de cohérence d'un élève présentant une difficulté cognitive préalablement identifiée dans la première phase et de communiquer ce diagnostic causal sous la forme d'un message qualitatif pour renseignant. Pour répondre aux objectifs de la première phase du test, nous avons modifié la programmation de la stratégie "stradaptative" existante pour la rendre plus flexible et indépendante des banques d'items. Nous avons procédé à la verification de l'algorithme de sélection des items "stradaptatif" par une étude de vérification simulant différents profils d'élèves. Pour répondre aux objectifs de la seconde phase, nous avons convenu d'utiliser la catégorie de leurres la plus fréquemment choisie par l'élève lors de la première phase du test comme élément d'information pour la seconde phase. Nous avons ajouté au système de tests diagnostiques existant, une stratégie de selection adaptative des items selon un modèle Rasch nécessaire pour estimer le niveau de difficulté cognitive de l'élève face à une catégorie de leurres donnée. n IV Nous avons établi, à partir des résultats des études de simulations, des intervalles de confiance pour les thêta moyens estimés correspondant à des niveaux de difficulté cognitive et des profils d'élèves différents. A partir de ces intervalles, nous avons défini trois niveaux de messages diagnostiques exprimant le niveau de cohérence de l'élève à choisir une catégorie de leurres donnée : la difficulté n'est pas cohérente, la difficulté présente un certain degré de cohérence, la difficulté est cohérente. Le diagnostic structurel et le diagnostic causal sont accessibles immédiatement après la passation du test par l'entremise de la fiche diagnostique individuelle de l'élève. Cette recherche a permis d'intégrer dans un même système de tests, la stratégie "stradaptative" dont la programmation a été rendue indépendante du contenu des banques et une stratégie complémentaire de sélection des items utilisant le modèle de Rasch qui permet de déterminer un niveau de cohérence de l'élève à choisir une certaine catégorie de leurres.

Ce mémoire de recherche porte sur l’optimisation et le contrôle dynamique stochastique des activités de production dans les systèmes manufacturiers reconfigurables (Reconfigurable Manufacturing Systems, RMS). Le système considéré est composé d'une installation industrielle conçu pour adapter sa configuration physique à des changements prévisibles connus ou aléatoire qui peuvent survenir dans le temps. Les changements concernent principalement l’environnement interne de l’installation (risques de pannes dus à la non-fiabilité du système) et l’environnement externe (évolution du marché en type de produit et volume de la demande). Les propriétés de reconfiguration du système considéré lui procurent la capacité de produire, à l’intérieur d’une famille de produits, plusieurs types et ce, selon plusieurs modes ou configurations. Le choix de la configuration doit être basé sur les avantages qu’elle procure (capacité, fiabilité, coût) ainsi que les conditions actuelles et futures espérées du système. Étant donné le compromis important entre les coûts de reconfiguration, de production, de stockage et de pénurie, le principal objectif de ce travail de recherche consiste à proposer une stratégie adaptative qui permet un meilleur choix de la séquence de configurations et un meilleur contrôle du rythme de production du système afin de minimiser le coût total encouru sur un horizon fini de planification. Une formulation basée sur la programmation dynamique est présentée pour ce problème. Ensuite, un schéma numérique est adopté pour résoudre les conditions d'optimalité obtenues. Sous la classe des politiques de seuil critique (HPP), une séquence de configurations intégrée à une politique de contrôle des rythmes de production est proposée. Les résultats obtenus montrent un gain significatif en termes de coûts par rapport à ceux encourus lorsque la décision de reconfiguration est développée indépendamment de la stratégie d’exécution de la production. Plusieurs analyses de sensibilité sont réalisées pour illustrer la robustesse et l'efficacité de la stratégie proposée. Pour résoudre le problème dans des situations plus complexes une approche de simulation est également proposée et mise en œuvre. L'application de cette approche nous a permis d'étendre l’analyse pour couvrir des contextes où l'approche de résolution mathématique est limitée. De plus, cette approche nous a permis de mener une étude pour mesurer l’avantage des systèmes reconfigurables en comparaison aux systèmes les plus utilisés dans le contexte sous étude soit les systèmes manufacturiers ajustables (Adjusted Manufacturing Systems, AMS). Mots clés : Programmation dynamique, politique de seuil critique, contrôle de la production, systèmes manufacturier reconfigurables, simulation. / This research work focuses on the optimization and stochastic dynamic control of production activities in Reconfigurable Manufacturing Systems (RMS). The considered system is composed of an industrial facility designed to adapt its physical configuration to predictable changes that may occur randomly in time. The changes mainly concern the internal environment of the system (risk of failures due to the unreliability of the system) and the external environment (market changes in product type and volume of demand). The configurability properties of the system considered provide the ability to produce, within a family of products, various types according to several modes or configurations of the system. The choice of which configuration to adopt is based on: (1) the benefits that it provides in terms of capacity, reliability and cost; (2) the current and the expected future conditions of the system. Given the important compromise between reconfiguration, production, holding and shortage costs, the main objective of this research is to propose an adaptive strategy that allows a better choice of the sequence of configurations and a better control of production activites and minimizes the total cost incurred over a finite planning horizon. A formulation based on dynamic programming is presented for this problem. Then, a numerical scheme is adopted to solve the optimality conditions. In the class of Hedging Point Policies (HPP), a sequence of configurations integrated to a production rate control policy is proposed. The obtained results show a significant gain in terms of incurred costs compared to those incurred when the reconfiguration decisions are developed independently of the production execution strategy. Several sensitivity analyses are carried out to illustrate the robustness and efficiency of the proposed strategy. To address the problem in more complex reconfigurable situations a simulation based approach is also proposed and implemented. The application of this approach allowed us to extend the aforementioned findings to different contexts where the mathematical resolution approach may be limited. In addition, the simulation based approach allowed us to conduct a study to measure the benefit of reconfigurable systems in comparison to the most used systems in the context under study, namely the Adjustable Manufacturing Systems (AMS). Keywords: Dynamic programming, hedging policies, production control, reconfigurable manufacturing systems, simulation.